DE3217199A1

DE3217199A1 - Pacemaker

Info

Publication number: DE3217199A1
Application number: DE19823217199
Authority: DE
Inventors: Herwig Frhr.v. Dr.-Ing. Nettelhorst; Hermann 3200 Hildesheim Rexhausen; Max Prof. Dr.-Ing. 8520 Erlangen Schaldach; Eugen 1000 Berlin Schweiggert
Original assignee: Biotronik Mess und Therapiegeraete GmbH and Co
Current assignee: Biotronik SE and Co KG
Priority date: 1981-05-04
Filing date: 1982-05-04
Publication date: 1982-12-09

Abstract

Pacemaker with first switching means which generate a first output signal as response to signals derived from the heart, second switching means which contain timer means generating a second output signal after a predeterminable first period, signal processing means located downstream from the switching means and to which the first and second output signals are fed and which drive a pulse generating circuit for the output of stimulation pulses, with third switching means which respond both to the first and to the second switching means in order to switch the downstream signal processing means for a second period from a waiting state without energy consumption or with little energy consumption into an operational state for processing of signals, while the signal processing means pre-set the timer means of the second switching means for output of the second output signal at a time at which a stimulation pulse is to be supplied and/or drive the pulse generating circuit for the immediate output of a stimulation pulse.

Description

Herzschrittmacher Pacemaker

Beschreibung Die Erfinduny betrifft einen Herzschrittmacher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 anyegebenen Art.Description The invention relates to a pacemaker im Preamble of claim 1 any given Art.

Es ist bei künstlichen Herzschrittmachern bekannt, Zeityebermittel vorzusehen, welche zu vorgegebenen Zeitpunkten oder nach einem vorgegebenen Programmablauf Impulssteuermittel zur Stimulation des Herzens zu beeinflussen. Dabei wird durch zusätzliche logische Schaltmittel unter Berücksichtigung von Herzeigenaktionen die zeitliche Lage der Stimulationsimpulse festgelegt bzw. darüber entschieden, ob ein nachfolgender Stimulationsimpuls zu unterdrücken ist.It is known for artificial cardiac pacemakers, time signal means to provide which at predetermined times or according to a predetermined one To influence program sequence pulse control means for stimulating the heart. Included is made possible by additional logical switching means, taking into account cardiac actions the timing of the stimulation impulses is determined or decided, whether a subsequent stimulation pulse should be suppressed.

In diesem Zusammenhang wurde bisher davon ausgegangen, daß sowohl bei der Verwendung diskreter als auch bei der Benutzung programmierbarer Logikschaltungen, diese permanent mit Energie versorgt werden müsseh, da sie stets entscheidungsbereit sein müssen.In this context, it was previously assumed that both when using discrete as well as when using programmable logic circuits, these must be permanently supplied with energy, as they are always ready to make decisions must be.

Weil bei implantierbaren Herzschrittmachern die Energiequelle aber in das Gehäuse einbezogen ist und damit nur einen begrenzten Energievorrat aufweist, andererseits aber die Betriebsdauer des Schrittmachers ohne Wechsel der Energiequelle möglichst groß sein soll, ist es wünschenswert, den Energieverbrauch so gering wie möglich zu halten. Dazu kommt, daß die logischen Entscheidungen und Operationen, welche durchlaufen werden müssen, um festzulegen, ob zu einem vorgegebenen Zeitpunkt ein Stimulationsimpuls abgegeben oder dieser unterdrückt werden soll, mit fortschreitender technischer Entwicklung komplexer werden, so daß auch unter diesem Gesichtspunkt wegen der erforderlichen zusätzlichen Logikschaltmittel die Tendenz zu größerem Stromverbrauch hin geht.Because with implantable cardiac pacemakers the energy source is is included in the housing and therefore only has a limited energy supply, on the other hand, the operating time of the pacemaker without changing the energy source Should be as large as possible, it is desirable to keep the energy consumption as low as possible possible to keep. In addition, the logical decisions and operations which must be run through in order to determine whether at a given point in time a stimulation pulse is to be delivered or this is to be suppressed, with advancing technical development become more complex, so that also from this point of view because of the additional logic switching means required, there is a tendency towards greater Power consumption goes.

Der iln Anspruch 1 angeyebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Herzschrittmacher der vorgenannten Gattung anzugeben, dessen Stromverbrauch auch bei der Fähigkeit, komplizierte logische Verknüpfungen auszuführen, so gering ist, daß er entweder längerfristig innerhalb des Körpers des Patienten implantiert verbleiben kann, oder aber bei den derzeit üblichen Implantationszeiträumen in der Lage ist, zusätzliche Entscheidungen aufgrund von aufgenommenen intrakardialen Signalen oder auf vorhandene Störsignale hin zu treffen und mit dieser erhöhten Datenverarbeitungsfähigkeit eine verbesserte Therapie zu ermöglichen.The invention specified in claim 1 is based on the object a pacemaker of the aforementioned type indicate whose Power consumption even with the ability to carry out complex logical operations, is so small that it either lasts longer within the patient's body can remain implanted, or with the currently usual implantation periods is able to make additional decisions based on recorded intracardiac Signals or to meet existing interference signals and increased with this Data processing ability to enable improved therapy.

Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß es nicht erforderlich ist, alle Teile der zur Verarbeitung von Logiksignalen vorgesehenen Teile der Schrittmacherschaltung permanent in einem die Signalverarbeitung ermöglichenden Betriebszustand zu halten. Die Logikschaltmittel sind bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung deshalb ausschließlich zu Zeiten aktiviert, in denen entweder Signale über die im Herzen plazierten Elektroden aufgenommen werden oder aber ein Zeitpunkt erreicht wird, zu dem ein Stimulationsimpuls an das Herz abgegeben werden soll.The invention is based on the knowledge that it is not necessary is, all parts of the parts of the pacemaker circuit provided for processing logic signals to keep permanently in an operating state that enables signal processing. The logic switching means are therefore in a preferred embodiment of the invention activated exclusively at times when either signals are transmitted through the heart placed electrodes are recorded or a point in time is reached, for which a stimulation pulse is to be delivered to the heart.

Diejenigen Zeiten, in denen eine Signalaufnahme bzw. -verarbeitung der vom Herzen abgeleiteten Signale gesperrt ist (Refraktärzeiten), stehen bevorzugt zusätzlich für interne Schalt-, Prüf- und Verarbeitungsvorgänge des Schrittmachers sowie für dessen Umprogrammierung zur Verfügung.Those times in which a signal is received or processed the signals derived from the heart is blocked (refractory periods) are preferred additionally for internal switching, testing and processing of the pacemaker as well as for its reprogramming.

Es ist ersichtlich, daß nicht nur eine Aktivierung der zur Verarbeitung von Logiksignalen vorgesehenen Schaltmittel auf von angeschlossenen Eingangsschaltungen ausgehenden Signalen hin erfolgt, sondern, daß eine zusätzliche Zeitgebervorrichtung vorgesehen ist, welche zu denjenigen Zeitpunkten eine Aktivierung bewirkt, die aufgrund der Auswertung vorangehender- Ereignisse ermittelt und vorgegeben sind. Die Zeitgebermittel sind also - bei nicht aktivierten weiteren Logikschaltmitteln - mit (aktivierten) Vergleichermittel und Speichermittel für Zeitsignale oder Zeiten repräsentierende Zustände einnehmenden Zählern verbunden, wobei die Vergleichermittel ein Signal abgeben, wenn ein den in den Speichermitteln festgehaltenen Signalen entsprechender Zeitpunkt erreicht ist.It can be seen that not just an activation of the processing from logic signals provided switching means on from connected input circuits outgoing Signals out, but that an additional Timer device is provided, which at those times an activation causes that determined and specified on the basis of the evaluation of previous events are. The timer means are thus - when further logic switching means are not activated - with (activated) comparator means and storage means for time signals or times representing states taking counters connected, wherein the comparator means emit a signal when one of the signals held in the storage means the corresponding point in time has been reached.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Signalverarbeitungsmittel auch durch zusätzliche in den Wartezuständen aufgetretene Ereignisse, wie das Ende von Refraktärzeiten oder das Ende von Störungsereignissen, aktiviert. Da diese Signale fiktiv sind, d.h.In a first preferred embodiment of the invention the signal processing means also by additional ones that have occurred in the waiting states Events such as the end of refractory periods or the end of disruption events, activated. Since these signals are fictional, i. E.

nicht mit äußeren Signalereignissen, sondern mit dem Erreichen vorbestimmter Zählerstände von internen zeitgesteuerten Zählern verknüpft sind, werden diese Ereignisse in Form von Zeitmarken bis zur nächsten Beendigung des Wartezustands durch ein äußeres Ereignis festgehalten (oder aber es wird bei Erreichen des entsprechenden Zählerstands der Wartezustand unterbrochen).not with external signal events, but with the achievement of predetermined ones These events are linked to counter readings from internal time-controlled counters in the form of time stamps until the next termination of the waiting state by an external Event recorded (or it is recorded when the corresponding counter reading is reached the waiting state interrupted).

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind solche Logikschaltmittel, welche zum Erkennen von äußeren Störsignalen, wie sie beispielsweise durch äußere elektromagnetische Felder oder durch Elektrodenartefakte hervorgerufen werden, permanent aktiviert, da sie wegen ihrer begrenzten Aufgaben verhältnismäßig wenig Strom aufnehmen. Die dauernde Betriebsbereitschaft eines kleinen Teils der Bauelemente zur Verarbeitung von Logiksignalen, welche auf häufig vorkommende Signale ansprechen, benötigt hierbei weniger Energie als das in Funktionsetzen von komplexen Logikschaltmitteln mit einer größeren Signalverarbeitungsfähigkeit in regelmäßigen kurzen Zeitabständen.In another preferred embodiment of the invention are such Logic switching means which are used to detect external interference signals, such as those for example caused by external electromagnetic fields or by electrode artifacts are permanently activated as they are proportionate because of their limited tasks little Consume electricity. The permanent operational readiness of a small part of the components for processing logic signals, which on frequently Addressing occurring signals requires less energy than that in function networks of complex logic switching means with a greater signal processing capability at regular short intervals.

Bei der vorgenannten Ausführungsform ist weiterhin vorteilhaft, daß die Schaltmittel, welche zum Erkennen von Störsignalen permanent in Betrieb sind, bei Ausfall der nur zeitweise zu aktivierenden Logikschaltmittel Teile einer Reserveschaltung bilden, welche den Betrieb #des Schrittmachers auch bei ausgefallenem komplexen Signalverarbeitungsteil in einem Betriebszustand halten, der eine zur Aufrechterhaltung der vitalen Funktionen des Patienten ausreichende Stimulation gewährleistet. Die dazu erforderlichen Logikschaltmittel entsprechen dem eines bekannten ~Demand-" oder festfrequenten Schrittmachers.In the aforementioned embodiment, it is also advantageous that the switching means, which are permanently in operation to detect interference signals, in the event of failure of the logic switching means that are only to be activated temporarily, parts of a reserve circuit form, which the operation of #the pacemaker even with unusual complex Keep the signal processing part in an operating state, the one to maintain ensures sufficient stimulation of the vital functions of the patient. the logic switching means required for this correspond to that of a well-known ~ demand- " or fixed rate pacemaker.

Es ist dadurch einerseits bei ordnungsgemäßem Betrieb ein minimaler Stromverbrauch sichergestellt und andererseits bei dem (mit einer größeren Wahrscheinlichkeit behafteten) Ausfall eines Elements der komplexen Logikschaltungen mit größerer Signalverarbeitungsfähigkeit unter nahezu allen Umständen ein Notbetrieb gewährleistet, ist, welcher zwar nicht die unter vollständiger Ausnutzung der mit einem derartigen Schrittmacherkonzept verbundenen Tlierapiemöglichkeiten bietet, aber dafür die Stimulation bis zu einer unter ärztlicher Aufsicht erfolgenden Maßnahme aufrechterhält.On the one hand, it is therefore a minimal value given proper operation Electricity consumption ensured and on the other hand with the (with a greater probability afflicted) failure of an element of the complex logic circuits with greater signal processing capability Emergency operation is guaranteed under almost all circumstances, which is not those with full utilization of those with such a pacemaker concept offers associated therapy options, but stimulation up to one maintains the measure taking place under medical supervision.

Besonders vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Lösung ist, daß aufgrund der Taktfrequenz des dauernd im Betrieb befindlichen Zeitgebers ohne zusätzlichen Aufwand eine hohe Auflösung bei der zeitlichen Diskrimination erreicht werden kann, wobei diese Auflösung bei einer Taktfrequenz des Zeitgebers um 1 kHz eine Abtastung mit einem Ein-Millisekunden-Raster ermöglicht.It is particularly advantageous in the solution according to the invention that due to the clock frequency of the continuously operating timer without additional Effort a high resolution can be achieved in the temporal discrimination, this resolution being one sample at a clock frequency of the timer around 1 kHz with a one-millisecond grid.

Die Erfindung läßt sich einerseits in günstiger -Weise auf Verarbeitungsschaltungen für Logiksignale anwenden, welche aus diskreten Logikschaltungen bestehen, wobei hierbei die Aktivierung der komplexen Logikschaltungsteile durch zeitweises Einschalten der Stromversorgung für diese Schaltungen bewirkt wird. Bei der Verwendung eines Mikroprozessors für die komplexe Logiksignalverarbeitung andererseits wird dieser in einen "Stand-by"-Zustand gesetzt wird, in dem sein Stromverbrauch wesentlich herabgesetzt ist, während die permanent in Betrieb befindlichen Zeitgeberschaltungen entweder als Zähl- und Vergleicherschaltung mit herkömmlichen diskreten Schaltmitteln aufgebaut sind oder aber einen Mikroprozessor enthalten, der eine der vorgesehenen Anwendung entsprechende geringer Sigr.alverarbeitunysfähigkeit aufgrund einen entsprechend geringen Stromverbrauch aufweist.On the one hand, the invention can be advantageously applied to processing circuits apply to logic signals consisting of discrete logic circuits, where here the activation of the complex logic circuit parts by switching them on from time to time the power supply for these circuits is effected. When using a Microprocessor for complex logic signal processing, on the other hand, is this is put into a "stand-by" state in which its power consumption is substantial is decreased while the timer circuits are permanently in operation either as a counting and comparing circuit with conventional discrete switching means are constructed or contain a microprocessor that is one of the intended Application corresponding low Sigr.alverarbeitunysbarkeit due to a corresponding has low power consumption.

Die Erfindung basiert auf dem Bestreben, eine universelle Schrittmacherstruktur anzugeben, welche Fehlermöglichkeiten bekannter Systeme vermeidet, wobei die Realisierung in einem implantierbaren System möglich sein soll. Das System soll eine weitestgehende Auswertung der aufgrund von vom Herzen abgeleiteten Signalen zur Verfüguny stehender Informationen ermöglichen, wobei der Einfluß von Störsignalen gering gehalten ist. Durch diee physiologisch korrekte Zuordnung aller die Betriebsarten des Schrittmachers beteffenden Umschaltvorgänge wird eine große Patientensicherheit erreicht.The invention is based on the quest for a universal pacemaker structure indicate which possible errors of known systems avoids, whereby the implementation should be possible in an implantable system. The system is intended to be as extensive as possible Evaluation of the signals available based on the signals derived from the heart information enable, the influence of interfering signals is kept low. By thee physiologically correct assignment of all pacemaker operating modes Switching processes achieve a high level of patient safety.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben und werden einschließlich der Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläuterc. Es zeigen: Figur 1 ein Blockschaltbild der den erfindungsgemäßen Schrittmacher bildenden Baugruppen unter besonderer Berücksichtigung der im Betrieb auftretenden logischen Verknüpfungen, Figur 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Funktionsablaufs bei dem in Fig. 1 dargestellten Schrittmacher, Figur 3a Einzelheiten einer zur Erkennung von Störsignalen dienenden Baugruppe, Figur 3b Einzelheiten einer zur Erkennuny von Tachykardien dienenden Baugruppe, Figur 4 Einzelheiten einer zum Einschalten verschiedener Betriebszustände dienenden Baugruppe, Figur 5 Einzelheiten einer Anordnung zum Umschalten in einen Hysteresezustand als Teil einer der in Fig. 1 dargestellten Anordnung hinzuzufügenden Baugruppe, Figur 6 Einzelheiten einer Baugruppe zur Steuerung der Austastzeiten für die Eingangsstufen in Fig. 1, Figur 7a Einzelheiten einer Baugruppe zur automatischen Berechnung der Refraktärzeit des Ventrikels, welche dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1 hinzuzufügen ist, sowie Figur 7b Einzelheiten einer der in Fig. 7a dargestellten Baugruppen.Advantageous further developments are given in the subclaims and are including the invention with reference to that shown in the figures Explanation of the embodiment in more detail. The figures show: FIG. 1 a block diagram of FIG assemblies forming the pacemaker according to the invention with special consideration the logic operations occurring during operation, Figure 2 shows a timing diagram for Explanation of the functional sequence in the pacemaker shown in FIG. 1, FIG. 3a shows details of an assembly used to detect interference signals, FIG. 3b shows details of an assembly used for recognizing tachycardias, FIG. 4 shows details of one used to switch on various operating states Assembly, FIG. 5 details of an arrangement for switching into a hysteresis state as part of an assembly to be added to the arrangement shown in FIG. 1, figure 6 Details of a module for controlling the blanking times for the input stages in Fig. 1, Figure 7a details of an assembly for the automatic calculation of the Refractory period of the ventricle, which should be added to the block diagram of FIG and FIG. 7b shows details of one of the assemblies shown in FIG. 7a.

Das in Figur 1 dargestellte in Blockschaltungsform wiedergegebene Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Herzschrittmachers gibt den Signalfluß zwischen den einzelnen Baugruppen und eine Anzahl von logischen Verknüpfungen wieder. Der verwendeten Schrittmacherstruktur liegt das Konzept eines Schrittmachers zugrunde, das auf grund von Zu- und Abschaltunyen von Signalverbindungen- -in unterschiedlichen Betriebsarten (Modes) benutzt werden kann, wobei die Umschaltung zwischen den einzelnen Betriebsarten (die im Folgenden mit den auf dem Gebiet der Herzschrittmachertechnik eingeführten generischen Codes bezeichnet werden sollen) programmiert und/oder signalabhängig erfolgen kann. In seinen komplexeren Modes paßt der Schrittmacher sich dabei auf physiologische Weise dem natürlichen Herzverhalten an.The shown in Figure 1 reproduced in block circuit form Basic circuit diagram of the pacemaker according to the invention gives the signal flow between the individual assemblies and a number of logical links. Of the The pacemaker structure used is based on the concept of a pacemaker, due to the switching on and off of signal connections - in different ways Operating modes (modes) can be used, whereby the switchover between the individual Operating modes (hereinafter referred to as those in the field of pacemaker technology introduced generic codes should be designated) programmed and / or signal-dependent can be done. In its more complex modes, the pacemaker takes care of itself physiological way to the natural behavior of the heart.

Die Realisierung des dargestellten Konzepts kann yleichermaßen mittels diskreter oder programmierbarer Logik-Bauelemente erfolgen, wobei im Falle einer hardwaremäßigen Lösung die erforderlichen Verknüpfungen - wie dargestellt - mittels Logik-Gattern und Speichermitteln wie Flip-Flops und Latches erfolgen, während beispielsweise bei einer Mikroprozessorlösung die Logik-Entscheidungen nicht parallel, sondern nach Programm seriell vorgenommen werden.The implementation of the concept shown can equally be achieved by means of discrete or programmable logic components take place, in the case of a hardware solution, the necessary links - as shown - by means of Logic gates and storage means such as flip-flops and latches take place, while in a microprocessor solution, for example, the logic decisions are not in parallel, but serially according to the program.

RAM-Speicherplätze übernehmen dabei die Funktion der Speichermittel zum Festhalten von für Betriebszustände charakteristischen Signalen. Einige der dargestellten Funktionsbaugruppen, stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.RAM storage locations take over the function of the storage means for holding signals characteristic of operating states. Some of the Functional assemblies shown represent advantageous developments of the invention represent.

Aus Figur 2 ist der zeitliche Ablauf der Signalverarbeitung und Stimulationsvorgänge ersichtlich, wobei in den übrigen Darstellungen entsprechende Zeitbezeichnungen verwendet wurden, so daß diesbezüglich auf diese Figur stets Bezug genommen werden kann. in der Darstellung fällt der Anfangszeitpunkt To zusammen mit dem Zeitpunkt TA, der nach einem Umlauf (entsprechend einem Herzzyklus) erreicht wird und die Aktivität des Atriums charakterisiert. Im Falle einer Stimulation im Ventrikel oder Atrium folgt eine Austastzeit tblankA für die im Atrium plazierte Elektrode, wobei die Dauer dieser Austastzeit jeweils davon abhängig ist, ob im Atrium oder im Ventrikel, d.h. in derselben oder in der jeweils anderen Kammer stimuliert wurde. Das Ende dieser Austastzeit ist mit TblankA bezeichnet.FIG. 2 shows the timing of the signal processing and stimulation processes visible, with corresponding time designations in the other representations were used, so that reference is always made to this figure in this regard can. In the representation, the starting time To coincides with the time TA, which is achieved after one cycle (corresponding to one cardiac cycle) and the Characterized activity of the atrium. In case of pacing in the ventricle or The atrium is followed by a blanking time tblankA for the electrode placed in the atrium, where the duration of this blanking time depends on whether in the atrium or in the ventricle, i.e. stimulated in the same or in the other chamber. The end this blanking time is denoted by TblankA.

Zwischen TA und Tv befindet sich die AV-Überleitungszeit, wobei TV den Zeitpunkt der Aktivität des Ventrikels charakterisiert. An TV schließt sich entsprechend eine Austastzeit tblankV an, welche im Zeitpunkt Tblankv endet.The AV transition time is between TA and Tv, where TV characterizes the time of activity of the ventricle. Connects to TV correspondingly a blanking time tblankV, which ends at time Tblankv.

Die Refraktärzeit des Atriums trefA beginnt mit To und endet bei TrefA, während die Refraktärzeit des Ventrikels bei TV beginnt und bei TrefV endet. Die Zeiten Tog und Ttachy sind aus dem Diagramm gemäß Figur 2 nicht direkt ersichtlich, da diese durch entsprechende Folgeraten der Herzaktionspotentiale und/oder Störsignale als Triggersignale festgelegt werden.The refractory period of the atrium trefA begins with To and ends at TrefA, during the refractory period of the ventricle starts at TV and at TrefV ends. The times Tog and Ttachy are not from the diagram according to FIG can be seen directly, as this is achieved by the corresponding follow-up rates of the cardiac action potentials and / or interference signals are defined as trigger signals.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Herzschrittmacher bilden die Anschlüsse A und Ein- und Ausgänge für Signale, welche vom Herzen aufgenommen werden bzw. in Form von Stimulationsimpulsen an das Herz abgegeben werden. Mit "A" ist dabei der Anschluß für eine im Atrium und mit V der Anschluß für eine im Ventrikel fixierte Elektrode bezeichnet.In the case of the cardiac pacemaker shown in FIG. 1, the connections are formed A and inputs and outputs for signals that are picked up by the heart or in Form of stimulation pulses are delivered to the heart. With "A" there is the Connection for one in the atrium and with V the connection for one fixed in the ventricle Called electrode.

Die zentrale Steuerung für die zeitliche Zuordnung der abzuyebenden Impulse erfolgt über einen Zähler 1, welcher durch von einem Taktgenerator 2 erzeugte Impulse inkrementiert wird und über einen "Reset"-Eingang in eine Ausgangsstellung zurücksetzbar ist. In Abhängigkeit von vom Herzen aufgenommenen Signalen ist dieser Zähler über einen.The central control for the time allocation of the Pulses are made via a counter 1, which is generated by a clock generator 2 Impulse is incremented and via a "Reset" input to an initial position is resettable. Depending on the signals picked up by the heart, this is Counter over a.

zusätzlichen "Preset"-Eingang auf beliebige Zählerstände in Vorwärtsrichtung - entsprechend einer zeitlichen Voreilung - voreinstellbar. Ein Verändern des Zählerstandes in Rückwärtsrichtung ist nicht notwendig. Nach Erreichen seines Endstandes setzt der nachfolyende Impuls den Zähler auf 0, von wo aus der Zählvorgang fortgesetzt wird. Das Zusammenwirken des Zählers mit den übrigen in Figur 1 dargestellten Bauelementen wird weiter unten näher beschrieben. (Die Ubertrayung einzelner digitaler Signalimpulse oder analoger Signale ist in den Figuren durch einfache Verbindungen dargestellt, während doppelte Linien die Übertragung vollständiger Datenwörter symbolisieren.) Die vom Atrium über eine dort fixierte Elektrode aufgenommenen Signale gelangen über den Anschluß A an eine Eingangsstufe 101, welche einen Vorverstärker enthält, der über einen Programmiereingang (zugehöriger Pfeil P) in seinem Verstärkungsfaktor einstellbar ist. Die Eingangsstufe bewirkt gleichzeitig eine Impulsformung in der Weise, daß die vom Atrium aufgenommenen Signale in Form von impulsförmigen Logiksignalen in den nachfolgenden Schaltstufen weiterverarbeitet werden können. Die Darstellung der Logikpeyel bei dem wiedergegebenen Ausführungsbeispiel erfolgt in positiver Logik, d.h. das Vorhandensein eines Signals wird mit dem H-Zustand und die Abwesenheit mit dem L-Zustand bezeichnet. Umschaltelemente (Zähler, Mono- und Flip-Flops) werden durch die ansteigenden Vorderflanken der Signalimpulse aktiviert. Weiterhin weist die Eingangsstufe 101 Filtermittel auf, mit einer Filtercharakteristik, die sie vorzugsweise für die aufzunehmenden Nutzsignale durchlässig macht.additional "preset" input for any counter readings in forward direction - according to a time advance - can be preset. A change in the counter reading in the reverse direction is not necessary. After reaching its final score, bets the following pulse sets the counter to 0, from where the counting process is continued will. The interaction of the counter with the other components shown in FIG is described in more detail below. (The transmission of individual digital signal pulses or analog signals is shown in the figures by simple connections, while double lines symbolize the transmission of complete data words.) the Signals recorded from the atrium via an electrode fixed there pass through the connection A to an input stage 101, which contains a preamplifier, the via a programming input (associated arrow P) in its gain factor is adjustable. The input stage simultaneously effects pulse shaping in the Way that the signals picked up by the atrium are in the form of pulse-shaped logic signals can be further processed in the following switching stages. The representation the logic peyel in the illustrated embodiment is positive Logic, i.e. the presence of a signal is associated with the H state and the absence labeled with the L-state. Switching elements (counters, mono and flip-flops) are used activated by the rising leading edges of the signal pulses. Furthermore has the input stage 101 has filter means, with a filter characteristic that it preferably makes permeable for the useful signals to be recorded.

Die Eingangsstufe 101 wird außerdem von einer Austastschaltung 3 beeinflußt, welche die Eingangsstufe für vorgegebene Zeiträume tblankA sperrt, wenn ein Stimulationsimpuls an Atrium oder Ventrikel abgegeben wurde. Auf diese Weise wird verhindert, daß ein vom Schrittmacher abgegebener Stimulationsimpuls als herzeigenens Signal verarbeitet wird und das Betriebsverhalten des Schrittmachers fehlerhaft beeinflußt.The input stage 101 is also influenced by a blanking circuit 3, which blocks the input stage for predetermined periods of time tblankA when a stimulation pulse delivered to the atrium or ventricle. This prevents a The stimulation pulse emitted by the pacemaker is processed as an intrinsic signal and the performance of the pacemaker is incorrectly affected.

Der Eingangsstufe nachyeschaltet ist eine Störerkennungsschaltung 102, welche ein Ausgangssignal abgibt, wenn der Abstand zweier aufeinanderfolgender, von der Eingangsstufe 101 verarbeiteter Signal impulse einen vorgegebenen zeitlichen Mindestabstand (Tog) entsprechend einer maximalen Folgefrequenz, unterschreitet. Derartige eine Störung bildende Signale können ihre Ursache sowohl außerhalb (elektromagnetische Einstreuungen oder Wechselströme) als auch innerhalb des Körpers des Patienten (Elektrodenartefakte) haben. Die Störerkennungsschaltung 102 verhindert im Zusammenwirken mit weiter unten zu beschreibenenden Mitteln, daß an der Atriumelektrode aufgenommene Impulse, welche die vorgegebene Frequenz überschreiten, zur Weiterverarbeitung zugelassen werden.A fault detection circuit is connected downstream of the input stage 102, which emits an output signal when the distance between two successive, from the entrance step 101 processed signal pulses a predetermined time interval (Tog) corresponding to a maximum repetition frequency, falls below. Such disturbance-forming signals can have their cause both outside (electromagnetic Interference or alternating currents) as well as within the patient's body (electrode artifacts) to have. The interference detection circuit 102 prevents in cooperation with below to be described means that at the atrium electrode recorded pulses, which exceed the specified frequency, are allowed for further processing.

Der Ausgang der Eingangsstufe 101 ist weiterhin mit dem Eingang einer Tachykardieerkennungsstufe 103 verbunden, welche entsprechend ein Signal abgibt, wenn die am Ausgang der Stufe 101 erscheinenden Impulse eine vorgegebene Folgezeit unterschreiten. Die "Tachykardierate" TTachy ist mit ca. 250 ms größer als die als Kriterium für das Vorhandensein eines Störsignals festgelegte Zeitdauer Tog welche ca. 100 ms beträgt.The output of the input stage 101 is still connected to the input of a Tachycardia detection stage 103 connected, which emits a signal accordingly, when the pulses appearing at the output of stage 101 have a predetermined follow-up time fall below. The "tachycardia rate" TTachy is greater than that of about 250 ms Criterion for the presence of an interfering signal, defined duration Tog which is approx. 100 ms.

Der Anschluß V, an den eine im Ventrikel zu fixierenden Elektrode angeschlossen werden kann, ist mit dem Eingang einer weiteren Eingangsstufe 201 verbunden, die in ihren grundsätzlichen Funktionen der Einganysstufe 101 für vom Atrium aufgenommene Signale entspricht. Der Verstärkungsfaktor ist über einen zusätzlichen Einyany (zugehöriger Pfeil P) einstellbar. Eine separate Stöierkennungsschaltuny 202 für die von der im Ventrikel fixierten Elektrode aufyenommenen Störsignale gibt ein Ausyangssitjnal ab, wenn die vom Ventrikel aufgenommenen Signal impulse eine höhere als eine vorgegebene Frequenz aufweisen. Die Eingangsstufe 201 wird entsprechend durch von der Austaststufe 3 abgegebene Signale zeitweise gesperrt.The connection V, to which one electrode to be fixed in the ventricle can be connected to the input of a further input stage 201 connected, the basic functions of the input stage 101 for vom Signals received in the atrium. The gain factor is about an additional Einyany (associated arrow P) adjustable. A separate fault detection circuit 202 for the interfering signals picked up by the electrode fixed in the ventricle an Ausyangssitjnal from when the signal picked up by the ventricle impulses higher than have a predetermined frequency. The entry level 201 is correspondingly temporarily switched off by signals emitted by the blanking stage 3 locked.

Stimulationsimpulse für das Atrium werden mittels einer Impulsformerschaltung 104 erzeugt, wobei die Amplitude der Stimulationsimpulse über einen zusätzlichen Eingang (zugehöriger Pfeil P) einstellbar ist. Die Impulsformerstufe 104 wird durch kurzzeitige Impulse mit logischem H-Pegel angesteuert und enthält auch die zur Heraufsetzung der Eingangsimpulse auf den zur Stimulation notwendigen Pegel erforderlichen Verstärkungsmittel.Stimulation pulses for the atrium are generated by means of a pulse shaper circuit 104 generated, the amplitude of the stimulation pulses over an additional Input (associated arrow P) is adjustable. The pulse shaper stage 104 is through short-term impulses with a logic high level and also contains those for increasing it the input pulses to the amplification means required for stimulation.

Die von der Impulsformerstufe 104 abgegebenen Impulse gelangen einerseits zum Anschluß A und andererseits zu einer Run-away-Schutzschaltung 105, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein Monoflop gebildet wird, dessen Impulsdauer auf die höchste zulässige Stimulationsrate im Atrium abgestimmt ist. Auf einen Ausyangsimpuls von der Impulsformerstufe 104 hin gibt die Schutzschaltung 105 einen Impuls vorgegebener Breite an den invertierenden Eingang eines UND-Gatters 106 ab, welches daraufhin für die Dauer des letztgenannten Impulses hin für an seinen anderen Eingang yelanyende Signal impulse gesperrt ist.The pulses emitted by the pulse shaper stage 104 arrive on the one hand to connection A and on the other hand to a run-away protection circuit 105, which is shown in the illustrated embodiment is formed by a monoflop whose pulse duration is matched to the highest permissible stimulation rate in the atrium. On an output impulse from the pulse shaper stage 104, the protective circuit 105 outputs a predetermined pulse Spread to the inverting input of an AND gate 106, which then for the duration of the last-mentioned impulse for yelanyende at its other input Signal impulses is blocked.

Eine Impulsformerstufe 204 für zum Stimulieren des Ventrikels bestimmte Impulse ist ebenfalls über einen weiteren Eingang (zugehöriger Pfeil P) bezüglich der Amplitude der abgegebenen Impulse beeinflußbar. Eine separate Run-away-Schutzschaltung 205 für den Ventrikel sperrt ein UND-Gatter 206 über dessen invertierenden Eingang, wenn die Folgezeit der den Ventrikel stimulierenden Impulse den vorgegebenen Wert unterschreitet.A pulse shaper stage 204 for intended to stimulate the ventricle Impulse is also related via a further input (associated arrow P) the amplitude of the emitted pulses can be influenced. A separate run-away protection circuit 205 for the ventricle locks up AND gate 206 via its inverting Input when the follow-up time of the impulses stimulating the ventricle is the specified Value falls below.

Die Zeiten, zu denen Stimulationsimpulse abgegeben werden können (mit TA und TV bezeichnet), bestimmt der Zähler 1, wobei jeweils für Atrium und Ventrikel separate Veryleicherschaltungen 120 bzw. 220 vorgesehen sind, welche einen Impuls am Ausgang "=" erzeugen, wenn der Zählerstand des Zählers 1 mit einem vorgegebenen Zählerstand in einem Speicher 121 für den Stimulationszeitpunkt des Atriums bzw. einem entsprechenden Speicher 221 für den Ventrikel übereinstimmt. Die Vergleicherschaltung 220 gibt über einen zusätzlichen Ausgang "1" ein Signal ab, wenn der Zählerstand des Zählers größer ist als der in dem Speicher 221 festgehaltene Wert für TV. Die genannten Zeitmarken TA und Tv bilden Bezugszeiten für den Betrieb des Schrittmachers und beenden irn Demand-Betrieb die sogenannten "Escape-Intervalle" innerhalb denen eine entsprechende Eigenaktion des Herzens die Erzeugung eines Stimulationsimpulses durch den Schrittmacher verhindert.The times at which stimulation pulses can be delivered (with TA and TV), the counter determines 1, with each for atrium and ventricle separate Veryleicherschaltungen 120 and 220 are provided, which a pulse at the output "=" when the counter reading of counter 1 has a predetermined value Counter reading in a memory 121 for the stimulation time of the atrium or corresponds to a corresponding memory 221 for the ventricle. The comparator circuit 220 emits a signal via an additional output "1" when the counter reading of the counter is greater than the value for TV held in memory 221. the The time stamps TA and Tv mentioned form reference times for the operation of the pacemaker and terminate the so-called "escape intervals" within them in demand mode a corresponding self-action of the heart generates a stimulation pulse prevented by the pacemaker.

Die Zeiten TA und TV für Atrium und Ventrikel in den Speichern 121 bzw. 221 werden in Form von Zahlenwerten programmiert, welche diejenigen Zählerstände repräsentieren, die der Zähler 1 im Stimulationszeitpunkt erreicht haben muß. Die Zeitzuordnung zu den Zählerständen erfolgt in der Weise, daß die Stimulationszeitpunkte mit einem ausreichend feinen Zeitraster einstellbar sind. Bei einem Zählertakt von beispielsweise 1 kHz weist das zur Verfügung stehende Zeitraster eine Teilung in Millisekunden auf. Die mittels der Speicher 121 bzw. 221 vorgebbaren Zählerstände sind durch weiter unten darzustellende Mittel veränderbar.The times TA and TV for atrium and ventricle in the memories 121 or 221 are programmed in the form of numerical values, which are those counter readings represent that the counter 1 must have reached at the time of stimulation. the Time allocation to the counter readings takes place in such a way that the stimulation times can be set with a sufficiently fine time grid. With a counter cycle of For example, 1 kHz, the available time raster is divided into Milliseconds on. Those which can be specified by means of the memories 121 and 221, respectively Counter readings can be changed by means to be shown below.

Die Eingangsimpulse für die Ausgangsstufe 104, welche das UND-Gatter 106 passieren, stammen vom Ausgang eines ODER-Gatters 107, an dessen Eingänge alternativ die über die Abgabe eines Stimulationsimpulses an das Atrium entscheidenden Signale gelangen. Einer der Eingänge des ODER-Gatters 107 ist mit dem Ausgang eines UND-Gatters 108 verbunden, das ein Ausganyssignal abgibt, wenn die V.ergleicherschaltung 120 das Erreichen des Zeitpunktes TA angibt und damit anzeigt, daß im Demand-Zustand der Vorhofstimulation ein Zeitpunkt erreicht wurde, bei dem wegen fehlender eigener Aktivität des Herzens .ein Stimulationsimpuis erforderlich ist. Das UND-Gatter 108 wird über seinen weiteren Eingang mittels eines Signals durchgeschaltet, welches von einem Ausgang "timeA" des Betriebszustandsregister 4 abgegeben wird, wenn eine Impulsabgabe nach Zeitablauf erwünscht ist. Bei freigegebener Signalaufnahme (sensV bei Block 4) für die entsprechende Kammer erfolgt damit ein "Demand"-Betrieb mit Inhibierung durch herzeigene Impulse, während bei gesperrter Signalaufnahme eine Stimulation zu festen Zeiten erfolgt.The input pulses for the output stage 104, which is the AND gate 106 pass come from the output of an OR gate 107, at the inputs of which alternatively the signals decisive for the delivery of a stimulation pulse to the atrium reach. One of the inputs of the OR gate 107 is connected to the output of an AND gate 108 connected, which emits an Ausganyssignal when the comparison circuit 120 indicates that the time TA has been reached and thus indicates that in the demand state the atrial stimulation has reached a point in time at which, due to the lack of its own Activity of the heart. A stimulation pulse is required. The AND gate 108 is switched through via its other input by means of a signal, which from an output "timeA" of the operating status register 4 is issued when a Impulse delivery is desired after time has elapsed. With enabled signal recording (sensV in block 4) for the corresponding chamber a "demand" operation takes place with Inhibition by internal impulses, while with blocked signal reception a Stimulation takes place at fixed times.

Ein weiteres UND-Gatter 109 wird über einen entsprechenden Ausgang "trigA" der Schaltung 4 bei durch Herzeigenaktionen im Vorhof getriggerter Signalabgabe an den Vorhof aktiviert. Das Signal zum synchronen Auslösen des Stimulationsimpulses im Vorhof gelangt an den Eingang des UND-Gatters 109 vom Ausgang eines weiteren UND-Gatters 110, das seinerseits durch.ein von einem Ausgang ~sens" der Schaltung 4 an seinen Eingang gelangendes Signal aktiviert wird, wenn die Aufnahme von Signalen aus dem Vorhof bei der gewählten Betriebsweise des Schrittmachers vorgesehen ist.Another AND gate 109 is via a corresponding output "trigA" of circuit 4 in the case of signal output triggered by cardiac actions in the atrium activated to the atrium. The signal for synchronous triggering of the stimulation pulse in the atrium reaches the input of the AND gate 109 from the output of another AND gate 110, which in turn through. One of an output ~ sens " the circuit 4 at its input signal is activated when the recording of signals from the atrium provided in the selected mode of operation of the pacemaker is.

Es ist ersichtlich, daß für den durch herzeigene Signale getriggerten Betrieb diese Freigabe der Signalaufnahme Voraussetzung ist. An das UND-Gatter 110 gelangt nicht nur das Ausgangssignal der Eingangsstufe 101, sondern an dessen weiteren invertierenden Eingang auch das Ausgangssignal einer Refraktärstufe für den Vorhof 5, welche ein Signal abgibt, wenn für einen Zeitraum trefA, der mit dem Erreichen des dem Zeitpunkt TA entsprechenden Zählerstand durch den Zähler 1 beginnt, die Verarbeituny der im Atrium aufgenommenen Signale zur Auswertung für die Abgabe von Stimulationsimpulsen gesperrt ist. Ein der Refraktärzeit TrefA für das Atrium entsprechender Zahlenwert ist in einem Speicher 6 festgehalten und über weiter unten dargestellte Programmiermittel durch äußere Signale veränderbar.It can be seen that for the intrinsically triggered signals Operation this release of signal recording is a prerequisite. To AND gate 110 reaches not only the output signal of the input stage 101, but also on its others inverting input also the output signal of a refractory stage for the atrium 5, which emits a signal when for a period of time that begins with the reaching of the counter reading corresponding to the time TA through the counter 1 begins Processing of the signals recorded in the atrium for evaluation for the delivery of Stimulation pulses is blocked. Corresponding to the TrefA refractory period for the atrium The numerical value is held in a memory 6 and shown below Programming means can be changed by external signals.

Ein ODER-Gatter 207 und UND-Gatter 208 bis 210 bilden die entsprechenden, über die Abgabe von Stimulationsimpulsen an den Ventrikel bzw. über die Signalaufnahme aus dem Ventrikel entscheidenden Logik-Gatter. Das gewünschte Betriebsverhalten des Schrittmachers läßt sich ebenfalls über drei ~Ausgänge "sensV", "times" und "trigV" der Schaltung 4 bestimmen, wobei das an den weiteren Eingang des UND-Gatters 208 gelangende Signal die Stimulation freigibt, wenn der Stand des Zählers 1 dem im Speicher 221 festgehaltenen, dem Zeitpunkt TV zugeordneten Zählerstand entspricht und somit zu diesem Zeitpunkt ein Ausgangssignal des Vergleichers 220 an das UND-Gatter 208 ausgegeben wird.An OR gate 207 and AND gates 208 to 210 form the corresponding, via the delivery of stimulation pulses to the ventricle or via the signal pick-up logic gate from the ventricle. The desired operating behavior of the pacemaker can also be controlled via three outputs "sensV", "times" and Determine "trigV" of circuit 4, which is applied to the other input of the AND gate 208 reaching signal releases the stimulation when the count of the counter 1 dem in memory 221 recorded counter reading assigned to time TV and thus an output signal of the comparator 220 at this point in time is output to AND gate 208.

Die synchrone Stimulation wird durch das UND-Gatter 209 ausgelöst, dem das Ausgangssignal des UND-Gatters 210, welches die vom Ventrikel aufgenommenen Signal impulse weiterleitet, zugeführt wird. Das UND-Gatter 210 ist über seinen invertierenden Eingang während der Ventrikel-Refraktärzeit trefV gesperrt, welche mittels eines Vergleichers 7 festgelegt wird, wobei der erreichte Zählwert des Zählers 1 mit dem in dem Speicher 8 festgehaltenen, die Zeitdauer TrefV repräsentierenden Zählwert verglichen wird und zu dem Inhalt des Speichers 8 derjenige des Speichers 215, dessen Inhalt Tv" im Normalfall der Zeit TV entspricht, hinzuaddiert wird. (Unterschiede zwischen der Funktion der Speicher 6 für die Refraktärzeit des Atriums und 7 für die Refraktärzeit des Ventrikels sind aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.) Der Inhalt des Speichers 8 ist wie derjenige des Speichers 6 über äußere Programmiermittel veränderbar.The synchronous stimulation is triggered by the AND gate 209, which is the output of AND gate 210, which the received from the ventricle Signal impulses forwards, is supplied. AND gate 210 is above his inverting input blocked during the ventricular refractory period trefV, which is determined by means of a comparator 7, the counter value reached by the counter 1 with the recorded in the memory 8, representing the duration TrefV Count value is compared and to the content of the memory 8 that of the memory 215, the content of which Tv "normally corresponds to the time TV, is added. (Differences between the function of the memory 6 for the refractory period of the atrium and 7 for the refractory period of the ventricle can be seen from the following description.) The content of the memory 8 is like that of the memory 6 via external programming means changeable.

Die Ausgangssignale der UND-Gatter 110 bzw. 210 beeinflussen des weiteren Schalter 122 und 222, mittels denen der Zähler 1 über seinen Reset-Eingang auf die in den Speichern 121 (für den Wert TA) bzw. 221 (für den Wert TV) voreinstellbar ist. Damit wird der Zähler 1 beim Erscheinen eines intrakardialen Signals im Atrium auf den der Zeit TA bzw. beim Erscheinen eines Signals im Ventrikel auf den der Zeit TV entsprechenden Zahlenwert voranye- setzt. Auf diese Weise wird der Schrittmacher mit dem Herzverhalten synchronisiert, wenn die UND-Gatter 110 bzw.The output signals of AND gates 110 and 210 also influence Switches 122 and 222, by means of which the counter 1 via its reset input to the Presettable in memories 121 (for the value TA) or 221 (for the value TV) is. This makes the counter 1 when an intracardiac signal appears in the atrium to that of time TA or when a signal appears in the ventricle to that of Time TV corresponding numerical value voranye- puts. In this way the pacemaker is synchronized with the heart behavior when the AND gate 110 or

210 über ihre entsprechenden Signaleingänge für die Signalaufnahme vom Herzen freigegeben sind. Sind die zuletzt genannten Gatter gesperrt, so erfolgt die Stimulation gegebenenfalls asynchron.210 via their corresponding signal inputs for signal recording are released from the heart. If the last-mentioned gates are blocked, it takes place the stimulation asynchronously if necessary.

Die Inhalte der Speicher 4, 6 und 8 sowie der eines weiteren Speichers 9, welcher die programmierbaren Verstärkungsfaktoren bzw. Ausgangssignalamplituden repräsentierenden Daten für die Stufen 101 und 201 sowie 104 und 204 (zugeordnete Pfeile P) enthält, sind über die blockschaltungsmäßig dargestellten Programmiermittel zu beeinflussen, welche nachfolgend kurz beschrieben werden sollen: Die von außerhalb des Schrittmachers über einen geeigneten Nachrichtensignalträger <radiofrequente, optische oder sonstige Signale) in Form von Impulsen aufmodulierten, von einem entsprechenden - nicht dargestellten - Sender abgegebenen Signale, gelangen zu einem Empfänger 10, der die verstärkten Signale einem Dekoder 11 zuleitet, mit dessen Hilfe die zu übertragene ursprüngliche Programmierimpulsfolge wieder hergestellt wird. In einer Prüfstufe 12 wird mittels zusätzlich übertragener redundanter Signale festgestellt, ob die übertragene Information vollständig ist und letztere zutreffendenfalls an einen Steuerbaustein 13 übermittelt, durch den mittels einer ersten Teilinformation eine Auswahlschaltung 14 entsprechend aktiviert wird.The contents of memories 4, 6 and 8 as well as that of another memory 9, which shows the programmable gain factors or output signal amplitudes representing data for levels 101 and 201 as well as 104 and 204 (assigned Contains arrows P) are via the programming means shown in the form of a block circuit to influence, which are to be briefly described below: Those from outside the pacemaker via a suitable communication signal carrier <radio frequency, optical or other signals) in the form of pulses modulated by a corresponding one - Not shown - transmitter emitted signals arrive at a receiver 10, which feeds the amplified signals to a decoder 11, with the help of which the the original programming pulse sequence to be transmitted is restored. In a test stage 12 is determined by means of additionally transmitted redundant signals, whether the transmitted information is complete and the latter if applicable a control module 13 is transmitted by means of a first piece of information a selection circuit 14 is activated accordingly.

Durch das Ausgangssignal der Schaltung 14 wird eine der Schaltstufen 15 bis 20 betätigt, so daß die zweite übertragene Teilinformation in den mit der aktivierten Stufe der Stufen 15 bis 20 verbundenen Speicher gelangt und dort festgehalten wird. Die bereits erwähnten Speicherstufen 4, 6, 8, 9 sowie 221 und 222 halten die für den Betrieb des Schrittmachers wesentlichen veränderbaren Daten fest, wie sie in der vorangehenden Beschreibung aufgeführt wurden.The output signal of the circuit 14 becomes one of the switching stages 15 to 20 operated so that the second transmitted partial information in the with the activated level of levels 15 to 20 connected memory and held there will. The already mentioned memory levels 4, 6, 8, 9 as well as 221 and 222 hold the modifiable data essential for the operation of the pacemaker in the previous description.

Der Speicher 4 ist von zusätzlichen Signalen beeinflußbar, welche aus der Signalverarbeitungsstufe 21 stammen, und eine Umschaltung der Betriebszustände in Abhängigkeit von vom Schrittmacher selbst aus dem Herzen aufgenommenen Signalen bewirkt, wobei die Eingangssignale der Stufe 21 von den Stufen 102 und 202 stammen und im Atrium bzw. im Ventrikel aufgenommene Störsignale repräsentieren, sowie von der Tachykardiestufe 103, welche ein Ausgangssignal abgibt, wenn der Tachykardiezustand festgestellt wurde.The memory 4 can be influenced by additional signals, which originate from the signal processing stage 21, and a switchover of the operating states depending on signals picked up from the heart by the pacemaker itself with the input signals of stage 21 coming from stages 102 and 202 and represent interfering signals recorded in the atrium or in the ventricle, as well as from the tachycardia stage 103 which provides an output signal when the tachycardia condition was established.

Die von der strichpunktierten Linie umgebenen Bauelemente zur Signalverarbeitung und -speicherung sind jeweils nur zeitweise aktivert, da die zum Betrieb des Schrittmachers notwendigen logischen Operationen mittels moderner mikroelektronischer Bauelemente in sehr kurzen Zeiten ausgeführt werden können, so daß deren permanenter Betrieb einen unnötigen Energieverbrauch zur Folge haben würde.The signal processing components surrounded by the dash-dotted line and storage are only activated temporarily, since they are used to operate the pacemaker necessary logical operations using modern microelectronic components can be carried out in very short times, so that their permanent operation would result in unnecessary energy consumption.

Die außerhalb der genannten Linie befindlichen Bauelemente, die entweder direkt mit den im Herzen fixierten Elektroden verbunden sind und damit die Signalaufnahme vom Herzen kontrollieren, bzw. diejenigen Mittel, welche die Zeitgeber- und Zeitvergleichermittel bilden, sind dauernd aktiviert, da durch letztere bestimmt wird, zu welchen Zeitpunkten logische Operationen auszuführen sind.The components located outside the named line that either are directly connected to the electrodes fixed in the heart and thus the signal pick-up control from the heart, or those means which the Timer and form time comparison means, are permanently activated, as determined by the latter the times at which logical operations are to be carried out.

Die Aktivierung der innerhalb der strichpunktierten Linie befindlichen Bauelemente erfolgt durch die von den Vergleichermitteln 120 bzw. 220 abgegebenen Signale, wenn ein vorgegebener Zeitpunkt erreicht wurde, oder aber durch die Ausgangssignale der Eingangsstufen 101 bzw. 201, wenn nämlich vom Herzen (außerhalb der jeweiligen Refraktärzeit) ein Signal aufgenommen wurde. Die Zusammenfassung der genannten Signale erfolgt über ein ODER-Gatter 30, welches über ein Monoflop 31 einen Schalter 32 betätigt, der die in der gewählten Darstellung innerhalb der strichpunktietten Linie angeordneten Bauelemente mit einer Energiequelle 33 verbindet, wobei dieses "Verbinden" mit einer Energiequelle in jedem Heraufsetzen der Energieversorgung, aiso auch in einem Umschalten der betreffenden Bauelemente von einem Bereitschafts-(Stand-by-) Zustand in einen Betriebszustand bestehen kann.The activation of the one located within the dash-dotted line Components are made by those output by the comparator means 120 and 220, respectively Signals when a specified time has been reached, or through the output signals of the input stages 101 or 201, namely if from the heart (outside the respective Refractory period) a signal was recorded. The summary of the signals mentioned takes place via an OR gate 30, which a switch 32 via a monoflop 31 actuated, which shows the in the selected representation within the dash-dotted line arranged components connects to an energy source 33, this "connecting" with an energy source in every step-up of the energy supply, including in a switchover of the relevant components from a standby mode State can exist in an operating state.

Die Impulsdauer des Monoflops 31 ist dabei so bemessen, daß zum Ausführen der notwendigen Schaltvorgänge ein ausreichend langer Zeitraum zur Verfügung steht. Diskrete Logikbauelemente lassen sich energiesparend bei derart herabgesetzter Versorgungsspannung betreiben, daß zwar keine Veränderungen vorgenommen werden können, gespeicherte Signalzustände jedoch erhalten bleiben. Diese Bauelemente dienen der nachfolgenden Signalverarbeitung in dem Sinne, daß sie festlegen, ob auf ein Eingangssignal oder beim Erreichen eines voryegebenen Zeitpunkts ein Stimulationsimpuls abgegeben werden soll.The pulse duration of the monostable multivibrator 31 is dimensioned so that it can be executed A sufficiently long period of time is available for the necessary switching operations. Discrete logic components can be energy-saving with such a reduced supply voltage operate that although no changes can be made, saved However, signal states are retained. These components are used for the following Signal processing in the sense that they determine whether an input signal or a stimulation pulse can be emitted when a predetermined point in time is reached target.

Der von der Energiequelle 33, die im dargestellten Ausführungsbeispiel von einer Batterie gebildet wird, ausgehende Pfeil E deutet an, daß die außerhalb der strichpunktierten Linie angeordneten Bauelemente direkt von der Energiequelle 33 ohne Zwischenschaltung des Schaltelementes 32 versorgt werden.That of the energy source 33, which in the illustrated embodiment is formed by a battery, outgoing arrow E indicates that the outside the dash-dotted line arranged components directly from the energy source 33 can be supplied without the interposition of the switching element 32.

Mit der dargestellten Anordnung sind die Betriebsfunktionen üblicher Schrittmachertypen mit synchroner oder asynchroner Stimulation im Atrium und/oder Ventrikel erzeugbar, wobei je nach Zustand der Schaltmittel 4 und Freigabe der entsprechenden Stimulationssignale bzw. Signalauf:-nahmemöglichkeit über die UND-Gatter 108 bis 110 bzw. 208 bis 210. auch jene Schrittmacherbetriebsarten höherer Ordnung möglich sind, wie sie in Form einer übersicht beispielsweise in dem Aufsatz "Physiological Cardiac Pacing", R. Sutton, J. Perrins und P. Citron in "PACK"; Vol. 3, März-April 1980, S. 207 bis 219 wiedergegeben sind.With the arrangement shown, the operational functions are more common Pacemaker types with synchronous or asynchronous stimulation in the atrium and / or Ventricle can be generated, depending on the state of the switching means 4 and release of the corresponding Stimulation signals or signal recording: possibility of receiving via the AND gates 108 to 110 or 208 to 210. those higher-order pacemaker operating modes are also possible are, as they are in the form of an overview, for example in the article "Physiological Cardiac Pacing, "R. Sutton, J. Perrins, and P. Citron in" PACK "; Vol. 3, March-April 1980, pp. 207 to 219 are reproduced.

Das grundsätzliche Stimulationsverhalten der verschiedenen Schrittmacherbetriebsweisen bei verschiedenartigen Herzsignalen ist ebenfalls in der vorgenannten Literaturstelle angegeben.The basic stimulation behavior of the various pacemaker modes of operation in the case of different types of cardiac signals is also in the aforementioned literature reference specified.

Weitere Einzelheiten zu den in der nachfolgenden Beschreibung dargestellten Schaltunysteilen können der am gleichen Tage eingereichten, diese Schaltungsteile wegen der damit verbundenen Neuerungen näher beschreibenden Patentanmeldungen derselben Anmelderin entnommen werden.Further details on those presented in the description below Switching unit parts can be submitted on the same day, these switching parts because of the related innovations, which describe the patent applications in more detail Applicant can be taken.

Durch die funktionsmäßige Trennung des komplexen, nur zeitweise aktivierten Logiksystems von den permanent be- triebsbereiten Bauelementen, ist es in vorteilhafter Weise möglich, für den Fall des Ausfalls des umfangreichen Logikteils ein einfaches Ersatzsystem vorzusehen, durch welches ein Notbetrieb aufrecht erhalten werden kann. Ob gleich zwar einerseits die Sicherheit einzelner Bauelemente gegen Ausfall in der Vergangenheit wesentlich gesteigert werden konnte, wird andererseits angestrebt, die Informationsverarbeitung in einem künstlichen Herzschrittmacher möglichst allen therapeutischen Anforderungen gerecht werden zu lassen, um dem Patienten eine optimale Stimulationstherapie zukommen zu lassen, und damit die erreichte Erhöhung der Zuverlässigkeit zum Teil wieder kompensiert.Due to the functional separation of the complex, only temporarily activated Logic system from the permanently ready-to-drive components, it is advantageously possible in the event of the failure of the extensive Logic part to provide a simple replacement system through which an emergency operation is maintained can be obtained. Whether on the one hand the safety of individual components could be increased significantly against failure in the past, on the other hand aimed at information processing in an artificial pacemaker As far as possible to meet all therapeutic requirements to the patient to provide an optimal stimulation therapy, and with it the achieved increase partly compensated for the reliability.

Das dargestellte Konzept gestattet es, die Vorteile -eines einfachen, höchst betriebssicheren Systems mit einem solche höherer Verarbeitungsfähigkeit derart zu verbinden, daß bei Ausfall des komplexen Datenverarbeitungssystems ein einfaches Ersatzsystem bereitstellt, welches in der Lage ist, die Grundfunktionen des Schrittmachers unter nahezu allen Umständen für einen nur durch die Betriebsdauer der Energiequellen begrenzten Zeitraum sicherzustellen.The concept shown allows the advantages of a simple, highly reliable system with such a higher processing capability to be connected in such a way that a failure of the complex data processing system provides a simple replacement system which is able to perform the basic functions of the pacemaker under almost all circumstances for one just by the operating time of energy sources for a limited period of time.

Diese Ersatzschaltuny kann prinzipiell durch verschiedenartige Signale aktiviert werden. Eines dieser Signale ist ein von der komplexen Logikschaltung ausgehendes Signal ~Par", das bei einer mittels eines Mikroprozessors realisierten Logikschaltung dann erscheint, wenn innerhalb der durchgeführten Operationen ein Plausibilitätsfehler ermittelt wurde, wie er beispielsweise durch eine Paritäts- überprüfung mit Hilfe von redundanten Signalen in bekannter Weise erzeugt werden kann. Entsprechende Signale lassen sich auch aus mit diskreten Logikbauelementen arbeitenden Schaltungen gewinnen, wenn hier zusätzliche Elemente verwendet werden, welche unzulässige Betriebszustände, beispielsweise in Form von Signalen, erkennen, die bei korrekt arbeitenden Logikmitteln beispielsweise nicht gleichzeitig oder aber nicht mit einer oberhalb oder unterhalb einer vorgegebenen Grenzfrequenz liegenden Rate etc. erscheinen dürfen. Derartige ein Fehlverhalten aufzeigenden Signale werden auch von den Ausgängen der Run-away-Schutzschaltungen 105 und 205 gewonnen und über ein ODER-Gatter 34 zusammengefaßt. Bei der dargestellten Anordnung kann es theoretisch in dem Fall zu einem Ansprechen der Run-away-Schutzschaltungen bei ordnungsgemäß arbeitenden Taktgenerator 2 kommen, wenn in die Speicher 121 oder 221 durch einen Fehler in dem durch die strichpunktierte Linie umrandeten Teil der Logikschaltungen fehlerhafte Zahlenwerte eingelesen wurden.This equivalent circuit can in principle by means of different types of signals to be activated. One of these signals is one from the complex logic circuit outgoing signal ~ Par ", which is implemented by means of a microprocessor Logic circuit then appears when within the operations performed Plausibility error was determined, for example, by a parity Verification can be generated in a known manner with the aid of redundant signals. Appropriate Signals can also be generated from circuits using discrete logic components gain if additional elements are used here, which inadmissible operating states, for example in the form of signals, recognize that when the logic means are working correctly for example not at the same time or not with one above or below a predetermined cut-off frequency, etc. are allowed to appear. Such Signals indicating malfunction are also output from the outputs of the run-away protective circuits 105 and 205 obtained and combined via an OR gate 34. In the illustrated Theoretically, this arrangement can cause the run-away protective circuits to respond when the clock generator 2 is working properly, if in the memory 121 or 221 due to an error in the part of the Logic circuits incorrect numerical values were read.

Dem ODER-Gatter 34 wird ein weiteres Signal M zugeführt, welches von einem Reed-Schalter stammt, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Auf diese Weise ist es möglich, mittels eines von außen einwirkenden Magnetfeldes den Ersatzbetriebszustand entsprechend der "Magnetfrequenz" der bekannten Schrittmacher einzustellen.The OR gate 34 is fed a further signal M, which from comes from a reed switch, which is not shown in the drawing. To this In this way, it is possible to switch to the equivalent operating state by means of an externally acting magnetic field according to the "magnetic frequency" of the known pacemaker.

Der Ausgang des ODER-Gatters 34 aktiviert eine Speicherschaltung 35, welche Zeitpunkten TA' und TV' entsprechende Zahlenwerte enthält, die bei Aktivierung dieser Speicherschaltung 35 mit Vorrang in die Speicher 121 bzw. 221 eingelesen werden. Gleichzeitig wird von der Schaltung 35 ein Ausgangssignal abgegeben, welches über invertierende Eingänge von UND-Gattern 111 und 211, die zwischen die Gatter 107 und 106 bzw. 207 und 206 eingeschaltet sind und diesen Signalweg sperren, während über die somit aktivierten UND-Gatter 112 und 212 eine direkte Verbindung zu den Ausgängen der Vergleicher 120 und 220 hergestellt wird.The output of the OR gate 34 activates a memory circuit 35, which points in time TA 'and TV' contain corresponding numerical values, which upon activation this memory circuit 35 with priority in the memory 121 respectively. 221 can be read. At the same time there is an output signal from the circuit 35 delivered, which via inverting inputs of AND gates 111 and 211, the between the gates 107 and 106 or 207 and 206 are switched on and this signal path block, while via the thus activated AND gates 112 and 212 a direct Connection to the outputs of the comparators 120 and 220 is established.

Damit ist das im "D00"-Betrieb arbeitende Ersatzsystem nicht mehr von der Signalverarbeitung der innerhalb der strichpunktierten Linie befindlichen Elemente der Schaltung abhängig. Die Werte TA' und TV' werden dabei so gewählt, daß sich eine für die Frequenzen annehmbare Ersatz-Stimulationsfrequenz ergibt. Die Betriebsart "dos." bezieht sich auf den Anschluß zweier Elektroden. Ist je weils nur eine der beiden Elektroden angeschlossen, so arbeitet der Schrittmacher im Zustand XA00" oder ~V00" und gibt damit entsprechend der gewählten Elektrodenkonfiguration ebenfalls die zur Aufrechterhaltung der vitalen Funktionen notwendigen Stimulationsimpulse ab.This means that the backup system working in "D00" mode is no longer there from the signal processing of those located within the dash-dotted line Elements of the circuit dependent. The values TA 'and TV' are selected so that that a substitute stimulation frequency that is acceptable for the frequencies results. The "dos." refers to the connection of two electrodes. Is respectively If only one of the two electrodes is connected, the pacemaker works in the state XA00 "or ~ V00" and gives according to the selected electrode configuration also the stimulation impulses necessary to maintain vital functions away.

Mittels zweier in die Aktivierungsleitung des Schalters 222 eingefügter UND-Gatter 213 und 213a wird eine Synchronisation des Zählers 1 (und damit der Zeitsteuerung des Schrittmachers) auf vom Ventrikel erscheinende Signale für die Zeit der überleitung vom Atrium zum Ventrikel verhindert (AV-Überleitung zwischen TA und TV in Figur 2), wenn gleichzeitig eine Signalaufnahme im Atrium möglich ist. Die entsprechenden Zeitmarken beziehen sich (abhängig von der Betriebsart des Schrittmachers) auf Zeiträume zwischen herzeigenen oder stimulierten Signalen. Dem UND-Gatter 213a werden das Signal sensA des Speichers 4 und das Signal "-" des Vergleichers 220 an seinen Eingängen zugeführt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 213a sperrt gegebenenfalls das UND-Gatter 213 über dessen invertierenden Eingang. Der weitere Eingang des UND-Gatters ist mit den die Signalaufnahme für das Atrium am UND-Gatter 110 freigebenden Signalausgang des Speichers 4 verbunden. Damit wird erreicht, daß eine Synchronisation bei regulärer Ventrikeltätigkeit stets nur mit TA erfolgt und somit das Atrium bei AV-sequentieller Stimulation die Führung behält bzw. bei fehlender Signalaufnahme aus dem Atrium der Abstand aufeinanderfolgender Zeitpunkte TA konstant bleibt.By means of two inserted into the activation line of the switch 222 AND gates 213 and 213a synchronize counter 1 (and thus the timing of the pacemaker) to signals appearing from the ventricle for the time of conduction from the atrium to the ventricle prevented (AV conduction between TA and TV in Figure 2), if signal recording is possible in the atrium at the same time. The corresponding Timestamps relate to time periods (depending on the pacemaker's mode of operation) between intrinsic or stimulated signals. The AND gate The signal sensA of the memory 4 and the signal "-" of the comparator become 213a 220 at its inputs. The output signal of the AND gate 213a blocks possibly the AND gate 213 via its inverting input. The other one The input of the AND gate is the signal recording for the atrium at the AND gate 110 releasing signal output of the memory 4 connected. This achieves that a synchronization with regular ventricular activity always only takes place with TA and thus the atrium retains leadership in the event of AV sequential stimulation or in the absence of it Signal pick-up from the atrium, the distance between successive points in time TA constant remain.

Der hier beschriebene Schrittmacher stellt damit die physiologisch richtige Synchronisation mit dem Atrium sicher, wenn dort ungestörte Signale zur Verfügung stehen. Ist die Signalaufnahme im Atrium gestört, so erfolgt - entsprechend den vorgesehenen Möglichkeiten der Betriebszustandsänderungen, die weiter unten beschrieben werden - eine Umschaltung in einen eine Signalaufnahme im Ventrikel ermöglichenden Betriebszustand, so daß auch in diesem Fall eine korrekte richtige Stimulation gewährleistet ist.The pacemaker described here provides the physiological correct synchronization with the atrium, if there are undisturbed signals To be available. If the signal reception in the atrium is disturbed, it takes place accordingly the intended options for changes in the operating status, which are described below - a switch to a signal pick-up in the ventricle enabling operating state, so that in this case also a correct correct Stimulation is guaranteed.

Obgleich bei freigegebener Signalaufnahme im Atrium für die Zeit t zwischen TA und TV keine Synchronisation des Zählers 1 durch im Ventrikel aufgenommene Signale erfolgt, wird die Refraktärzeit des Ventrikels dadurch in physiologisch sinnvoller Weise gesetzt, daß diese sich trotz fehlender Synchronisation des Zählers 1 auf die Zeiten bezieht, zu denen die Herzaktion im Ventrikel festgestellt wurde, was bei dem dargestellten Äusführungsbeispiel dadurch realisiert ist, daß das Ausgangssignal des UND-Gatters 210 über ein ODER-Gatter 214 und ein Schaltelement 215 einen Speicher 216 mit einem zu diesem Zeitpunkt im Zähler 1 enthaltenen Zahlenwert lädt, so daß dieser Zeitpunkt TV" als Bezugszeitpunkt jetzt für die Ermittlung der Refraktärzeit TrefV durch den Vergleicher 7 dienen kann.Although with enabled signal recording in the atrium for time t between TA and TV no synchronization of counter 1 by recorded in the ventricle Signals occurs, the refractory period of the ventricle is thereby in physiological It makes sense to set this to be in spite of the lack of synchronization of the counter 1 relates to the times at which the heart's action is detected in the ventricle became, which is realized in the illustrated embodiment that the output signal of AND gate 210 via an OR gate 214 and a switching element 215 to a memory 216 loads with a numerical value contained in counter 1 at this point in time, so that this point in time TV "as a reference point in time for determining the refractory period TrefV can be used by the comparator 7.

Erfolgt eine Signalaufnahme ausschließlich im Ventrikel, so ist eine Synchronisation des Zählers durch das Schaltelement 222 im Zeitpunkt TV freigegeben, wodurch mittels des ODER-Gatters 214 in den Speicher 216 dann derjenige Zahlenwert für TV übertragen wird, welcher auch im Speicher 221 vorhanden ist.If a signal is only picked up in the ventricle, then it is Synchronization of the counter enabled by switching element 222 at time TV, whereby by means of the OR gate 214 then that numerical value is entered in the memory 216 for TV, which is also present in memory 221.

Nach Ablauf der Refraktärzeit für aus dem Ventrikel aufgenommene Signale erscheinende Impulse, welche von Extrasystolen herrühren, synchronisieren, den Zeitzähler 1 des Schrittmachers, was bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht wird, daß der Zähler 1 durch die Schaltermittel 222 auf den Wert TV, der im Speicher 221 vorhanden ist, gesetzt wird. Darüberhinaus muß auch sichergestellt sein, daß retrograd übergeleitete Erregungen nach Extrasystolen keine Synchronisation des Schrittmachers bewirken. Dies wird dadurch erreicht, daß nach Erkennen der Extrasystole (Ventrikelaktivität vor dem Zeitpunkt T0) die Atriumrefraktärzeit trefA für einen Zyklus auf 400ms gesetzt wird, so daß für einen ausreichend langen Zeitraum (entsprechend der retrograden Überleitungszeit) - ausgehend von der Zeitmarke TV das Atrium für eine Signalaufnahme gesperrt ist.After the refractory period for signals picked up from the ventricle appearing impulses, which originate from extrasystoles, synchronize the time counter 1 of the pacemaker, which is achieved in the illustrated embodiment is that the counter 1 through the switch means 222 to the value TV, which is in the memory 221 is present, is set. In addition, it must also be ensured that retrograde transmitted excitations after extrasystoles no synchronization of the Cause pacemaker. This is achieved by the fact that after the extrasystole has been recognized (Ventricular activity before time T0) the atrial refractory period trefA for one Cycle is set to 400ms, so that for a sufficiently long period (according to the retrograde transition time) - based on the time mark TV the atrium for signal recording is blocked.

Die Sperrung derartiger retrograder Überleitungen ist deshalb von besonderer Bedeutung weil ein vom Schrittmacher auf das Signal im Atrium hin mit der vorgegebenen AV-Überleitungszeit abgegebener Stimulationsimpuls im Ventrikel eine Stimulation in die vulnerable Phase zur hätte.The blocking of such retrograde transitions is therefore of of particular importance because the pacemaker responds to the signal in the atrium The stimulation pulse delivered in the ventricle after the specified AV conduction time stimulation in the vulnerable phase.

Um hier den notwendigen Schutz zu bewirken, werden unmittelbar auf eine Extrasystole hin die Signalaufnahmemittel für Vorhof und Ventrikel für einen vorgegebenen Zeitraum refraktär geschaltet. Und zwar wird bei einem Eingangsimpuls am UND-Gatter 217 vom Ausgang der Eingangsstufe 201 für den Ventrikel, der erscheint, wenn auch der Vergleicher 220 am Ausgang "2" ein Signal abgibt, das an den zweiten Eingang des UND-Gatters 217 gelangt, ein Monoflop 218 gestartet. Dieses Monoflop gibt daraufhin einen Ausgangsimpuls von ca. 400 ms Dauer ab, welcher an Eingänge des ODER-Gatter 219 gelangt, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Vergleichers 5 für die Refraktärzeit TrefA verbunden ist, und dessen Ausgangssignal zu einem der Eingänge des UND-Gatters 110 übertragen wird.In order to bring about the necessary protection here, immediately on an extrasystole the signal pick-up means for atrium and ventricle for one given period of time refractory. And that is with an input impulse at AND gate 217 from the output of input stage 201 for the ventricle that appears even if the comparator 220 outputs a signal at the output "2" which is sent to the second Received input of AND gate 217, a monoflop 218 started. This monoflop then emits an output pulse of approx. 400 ms duration, which is sent to inputs of the OR gate 219, the second input of which connects to the output of the comparator 5 for the refractory period TrefA is connected, and its output signal to a the inputs of the AND gate 110 is transmitted.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß bei jeder nach der Zeit TV festgestellten Kammerkontraktion die Refraktärzeit für das Atrium neu gestartet und für die Zeitdauer des von dem Monoflop 218 abgegebenen Impulses (vorzugsweise 400 ms) aufrechterhalten wird, so daß eine Synchronisation des Schrittmachers durch retrograde Überleitungen verhindert ist. (Wie weiter unten näher erläutert ist, sind für diesen Zeitraum auch die Stör- und Tachykardieerkennungsmittel gesperrt, da diese bei einer retrograden Überleitung nicht ansprechen sollten. Die erforderliche Signalverbindung wird durch die Leitung vom Ausgang des Monoflops 218 zum Block 3 gebildet.) Ein ODER-Gatter 219a sperrt auch den Ventrikel, wobei bevorzugt mittels - nicht dargestellter Schaltmittel - statt der Impulszeit des Monoflops 218 auch in Block 7 enthaltene Zeit heranziehbar ist.In this way it is ensured that with each after the time TV detected chamber contraction restarted the refractory period for the atrium and for the duration of the pulse emitted by the monoflop 218 (preferably 400 ms) is maintained so that the pacemaker is synchronized retrograde transitions are prevented. (As explained in more detail below, the interference and tachycardia detection means are also blocked for this period, since these should not respond in a retrograde transition. The required Signal connection is formed by the line from the output of the monoflop 218 to block 3.) On OR gate 219a also blocks the ventricle, preferably by means of - not shown Switching means - also contained in block 7 instead of the pulse time of the monoflop 218 Time can be used.

Für den hall, daß gleichzeitig Signale im Atrium und Ventrikel aufgenommen werden, hat der Ventrikel Vorrang. Damit ist gewährleistet, daß die Sicherheit gegen schädliche Stimulation aufgrund unerwünschter Überleitungen auch bei nicht eindeutiger Signalerkennung zunächst einmal gegeben ist.For the hall that signals are recorded simultaneously in the atrium and ventricle the ventricle has priority. This ensures that the security against harmful stimulation due to unwanted transfers even if it is not clear Signal detection is given first of all.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden alle Umschaltungen (Programmänderungen, Betriebsartänderungen) zu Zeitpunkten vorgenommen, welche den Betriebsablauf nicht stören, das sind solche Zeitpunkte, zu denen keine Stimulation bewirkt werden kann und auch kein Eingangssignal erwartet wird, dessen Signalaufnahme wiederum von den eingestellten Betriebsparametern abhängig sein könnte. Ein derartiger Zeitpunkt ist derjenige auf Tv folgende Zeitbereich, in dem beide Eingangsstufen refraktär sind (vergleiche Fig. 2, aus der die Zeiten des Herzzyklus im Hinblick auf den Betrieb des Schrittmachers in ihrer grundsätzlichen Verteilung ersichtlich sind).According to a preferred embodiment of the invention, all switchings are (Program changes, operating mode changes) made at times which the Do not disrupt operations, these are times when there is no stimulation can be effected and no input signal is expected, its signal pick-up could in turn depend on the set operating parameters. One of those The point in time is the time range following Tv in which both input stages are refractory (compare Fig. 2, from which the times of the cardiac cycle in view on the operation of the pacemaker can be seen in their basic distribution are).

Der mit TV beginnende Zeitraum ermöglicht dabei die für den Betrieb des Schrittmachers notwendigen Umschaltungen in einer Weise, welche die physiologischen Randbedingungen der Stimulation am wenigsten beeinträchtigen, da Umschal- tungen zu dieser Zeit in eine natürliche Ruheperiode des Herzens fallen. Im Zeitpunkt TV finden auch solche Überprüfungen statt, die regelmäßig durchgeführt werden müssen, wie die Bestimmung des Betriebszustands der Energie quelle (EOL-Block 36).The period beginning with TV enables the operation the pacemaker makes necessary switchings in a way that suits the physiological Affect the boundary conditions of the stimulation the least, since switching services at this time fall into a natural period of rest of the heart. At the time of TV are there also such checks that have to be carried out regularly, such as the determination of the operating state of the energy source (EOL block 36).

Der Zeitpunkt Tv wird bei normalem Herzverhalten stets durchlaufen und wäre an sich ausreichend beispielsweise die Übernahme der geänderten Betriebsparameter (entsprechender Pfeil an Speicherblock 4) oder die änderung der Programmierung aufgrund der von außen her übertragenen entsprechenden Signale zu diesem Zeitpunkt zu bewirken (Pfeil nach Block 13).The point in time Tv is always passed through with normal heart behavior and it would be sufficient in itself, for example, to adopt the changed operating parameters (corresponding arrow on memory block 4) or the change in programming due to to effect the corresponding signals transmitted from the outside at this point in time (Arrow pointing to block 13).

Die in Figur 1 mit den Blöcken 21, 102, 103, 202 dargestellten Schaltungen zur Ermittlung von Störsignalen im Vorhof oder Ventrikel bzw. zur Feststellung des Tachykardiezustandes sind in den Figuren 3a und b im einzelnen dargestellt. Dabei zeigt Figur 3a zum einen (in ihrem linken Bereich) die Detailschaltung der Bausteine 102 bzw. 202 gemäß Figur 1 und in ihrem rechten Teil eine Schaltung, wie sie einen Teil des Schaltungsblocks 21 in Figur 1 bildet - und zwar ist dieser Teil für die Verarbeitung der Eingangssignale von Atrium und Ventrikel je einmal vorhanden. Ein Verzögerungsglied 39 bewirkt, daß eine Umprogrammierung des Schrittmachers im Zeitpunkt Tv erst dann erfolgt, wenn alle anderen bei dieser Zeitmarke auszuführenden Funktionen ausgeführt sind.The circuits shown in FIG. 1 with blocks 21, 102, 103, 202 to determine interference signals in the atrium or ventricle or to determine the The state of tachycardia are shown in detail in FIGS. 3a and b. Included FIG. 3a shows on the one hand (in its left-hand area) the detailed circuit of the modules 102 and 202 according to FIG. 1 and in its right part a circuit like that one Forms part of the circuit block 21 in Figure 1 - this part is for the Processing of the input signals from the atrium and ventricle each available once. A Delay element 39 causes reprogramming of the pacemaker at the time Tv only occurs when all other functions to be performed at this time stamp are executed.

Die an den Eingang der Schaltung in Figur 3a gelangenden, von den Eingangsstufen 101 bzw. 201 in Figur 1 stammenden Impulse setzen einen Zähler 311 zurück, welcher durch Taktsignale des Taktgebers 2 (Figur 1) angesteuert wird.The coming to the input of the circuit in Figure 3a, of the Input stages 101 and 201 originating in FIG Set impulses a counter 311, which is controlled by clock signals from the clock generator 2 (FIG. 1) will.

Erreicht der Zähler 311 einen Zählerstand n, so gibt er ein Ausgangssignal ab. Die Zahl n ist dabei so gewählt, daß die durch den Zählerstand n erzeugte Frequenzteilung des Eingangstaktes eine Ausgangsfrequenz erzeugen würde, welche gleich der oberen Grenzfrequenz der vom Schrittmacher zugelassenen Eingangssignale ist. Eingangsimpulse, welche eine höhere Rate aufweisen, erzeugen am Ausgang der Blöcke 102 bzw. 202 einen konstanten Pegel, den den Störzustand anzeigt.When the counter 311 reaches a count n, it emits an output signal away. The number n is chosen so that the frequency division generated by the counter reading n of the input clock would produce an output frequency equal to the above Cut-off frequency of the input signals permitted by the pacemaker. Input pulses, which have a higher rate generate one at the output of blocks 102 and 202, respectively constant level that indicates the disturbance state.

Durch das Ausgangssignal n des Zählers 311 wird über ein UND-Gatter 312 ein nachgeschaltetes Flip-Flop 313 zurückgesetzt, wenn an dem anderen Eingang des UND-Gatters 312 der Impuls erscheint, welcher den Zähler 311 zurücksetzt.The output signal n of the counter 311 is via an AND gate 312 a downstream flip-flop 313 is reset when at the other input of the AND gate 312 the pulse appears which resets the counter 311.

(Dabei wird davon ausgegangen, daß der Zähler nicht über den Stand n hinauszählt bzw. das Signal am Ausgang n beibehält, solange er nicht zurückgesetzt wird. Wird der Zählerstand n nicht erreicht, wenn der nachfolgende Impuls an dessen Eingang den Zähler zurücksetzt, so wird über ein weiteres UND-Gatter 314 das Flip-Flop 313 gesetzt, wobei der Ausgang "n" des Zählers mit einem invertierenden Eingang des UND-Gatters 314 verbunden ist. Eingangsimpulse, welche die Grenzrate zu Störsignalen überschreiten, setzen demnach das Flip-Flop 313, das vom nächsten Impuls, der mit einem größeren Zeitabstand als es der Störrate entspricht erscheint, zurückgesetzt wird.(It is assumed that the counter does not have the status n counts out or maintains the signal at output n as long as it is not reset will. If the counter reading n is not reached when the following pulse is on its If the input resets the counter, then the flip-flop is activated via a further AND gate 314 313 is set, the output "n" of the counter having an inverting input of AND gate 314 is connected. Input pulses that limit the rate of interfering signals exceed, therefore set the flip-flop 313, that of the next pulse, the one with appears to be longer than the interference rate will.

Der Schaltzustand des Flip-Flops 313 wird in ein Flip-Flop 315 durch einen zum Zeitpunkt t=TA erscheinenden Impuls übertragen, wobei das Ausgangssignal des Flip-Flops 313 an den Eingang eines UND-Gatters 316 und den invertierenden Eingang eines UND-Gatters 317 gelangt, welche mit dem Setz- bzw. Rücksetzeingang des Flip-Flops 315 verbunden sind. Während alsoadas Auftreten von Störsignalen fortgesetzt ermittelt wird, erfolgt eine Übernahme in das Flip-Flop 315 zur weiteren Verarbeitung jeweils nur zum Zeitpunkt TA. Die Übernahme zum Zeitpunkt TA garantiert, daß die Störung richtig erkannt wurde und somit eine durch Blankingperioden verursachte Fehlinterpretation verhindert ist. Eine möglicherweise resultierende Umschaltung der Betriebsart folgt dann im Zeitpunkt TV, zu Beginn der Refraktärzeit des Ventrikels. Eine Störerkennung ist damit auch grundsätzlich während der Refraktärzeiten mit Ausnahme der Austastzeiten möglich.The switching state of the flip-flop 313 is converted into a flip-flop 315 a pulse appearing at time t = TA transferred, where the output of flip-flop 313 to the input of an AND gate 316 and the inverting input of an AND gate 317, which with the setting resp. Reset input of flip-flop 315 are connected. While also the occurrence of Interference signals continue to be detected, they are transferred to the flip-flop 315 for further processing only at time TA. The takeover at the time TA guarantees that the fault was correctly recognized and thus one through blanking periods caused misinterpretation is prevented. A possibly resulting The operating mode is then switched at time TV, at the beginning of the refractory period of the ventricle. Disturbance detection is therefore also fundamentally during the refractory periods possible with the exception of the blanking times.

Die in Figur 3a wiedergegebene strichpunktierte Linie deutet (entsprechend der Darstellung in Figur 1) an, daß der Zähler 30 bei einem Betrieb mit teilweise zur Energieersparnis in einen Wartezustand setzbaren Schaltungsteilen permanent in Betrieb bleibt, während die rechts von der strichpunktierten Linie befindlichen Elemente lediglich bedarfsweise aktiviert werden, wenn nämlich der Ausgang des Zählers ein Signal an das ODER-Gatter 30 in Figur 1 ausgibt, welches eine Beendigung des Wartezustands der übrigen Schaltglieder auslöst. Hiermit wird also ein Beispiel für einen Betrieb gegeben, bei dem ein intern im Schrittmacher erzeugtes Zeitsignal, welches den Ablauf einer Zeitspanne markiert, in der ein erwartetes Ereignis nicht eingetreten ist, um daraufhin die Signalverarbeitungsmittel entsprechend diesem Ergebnis zu verändern.The dash-dotted line shown in Figure 3a indicates (corresponding to the representation in Figure 1) that the counter 30 when operating with partial Circuit parts that can be placed in a waiting state permanently to save energy remains in operation while the one to the right of the dash-dotted line Elements are only activated as required, namely when the output of the counter outputs a signal to the OR gate 30 in Figure 1 indicating a termination of the The waiting state of the other switching elements is triggered. So this is an example given for an operation in which a time signal generated internally in the pacemaker, which marks the expiry of a period of time in which an expected event does not has occurred to thereupon the signal processing means according to this Change result.

Bei der in Fig. 3b dargestellten Ausführung der zur Feststellung des Tachykardiezustands vorgesehenen Logik entsprechen die Bauelemente 331 bis 337 den mit 311 bis 315 bezeichneten in Fig. 3a, wobei die Bezifferung in derselben Folge vorgenommen worden ist. Der Zähler 331 zählt jedoch bis zu einer Zahl p, welche so gewählt ist, daß eine Impulsfolgezeit definiert wird, welche die Grenze zu einer Impulsrate im Atrium bildet, die einen Tachykardie-Zustand kennzeichnet. Die genannte Folgezeit beträgt dabei 350 ins.In the embodiment shown in Fig. 3b to determine the Components 331 to 337 correspond to the logic provided for the tachycardia state designated by 311 to 315 in Fig. 3a, the numbering in the same sequence has been made. However, the counter 331 counts up to a number p, which is chosen so that a pulse train time is defined which is the limit to a Forms pulse rate in the atrium, which characterizes a tachycardia condition. The said Follow-up time is 350 ins.

Der Rücksetzeingang des Flip-Flops 333 ist jedoch nicht direkt mit dem Ausgang des UND-Gatters 332 verbunden, sondern es ist hier ein ODER-Gatter 338 zwischengeschaltet, dessen weiterer Eingang mit dem Ausgang eines UND-Gatters 338 verbunden ist, dessen einer Eingang wiederum an den Ausgang des Flip-Flops 333 angeschlossen ist. Der andere Eingang des UND-Gatters 339 ist an den Ausgang der Austast-Schaltung 3 angeschlossen und erhält ein Signal, wenn auf einen Stimulationsimpuls hin die Atriumeinganysstufe 101 für Signale gesperrt wird. Damit wird erreicht, daß ein Rücksetzen des Flip-Flops 333 jeweils dann vorgenommen wird, wenn ein Stimulationsimpuls abgegeben wurde und eine Austastung der Atriumseingangsstufe 101 erfolgte. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das den Tachykardie-Zustand kennzeichnende Flip-Flop 335 stets erst dann zurückgesetzt wird, wenn nach einer Austastzeit der volle Zeitraum durchlaufen wurde, welcher zwischen zwei aufgenommenen Impulsen im Atrium liegen muß, um das Ende einer Tachykardie festzustellen. Damit können nicht durch die vorzeitige falsche Entscheidung der Annahme der Beendigung des Vorliegens einer Tachykardie Stimulationsim- pulse zu Zeiten abgegeben werden, welche eine Gefährdung des Patienten bedeuten können.However, the reset input of flip-flop 333 is not directly connected connected to the output of the AND gate 332, but it is an OR gate 338 here connected, the other input of which is connected to the output of an AND gate 338 is connected, one input of which is in turn connected to the output of the flip-flop 333 is. The other input of AND gate 339 is at the output of the blanking circuit 3 is connected and receives a signal when the Atrium entrance stage 101 is blocked for signals. It is thus achieved that a Resetting of the flip-flop 333 is made each time a stimulation pulse and the atrium entrance step 101 was blanked. To this This ensures that the flip-flop that characterizes the tachycardia state 335 is only reset when the full period of time after a blanking time was run through, which lie between two recorded impulses in the atrium must to determine the end of a tachycardia. So you can not get through the premature wrong decision of assuming termination of the presence of tachycardia Stimulation pulse are issued at times that pose a risk of the patient can mean.

Durch die gewählte Übernahme im Zeitpunkt TV über die weiteren Logikmittel (Betriebsartspeicher 4) ist weiterhin sichergestellt, daß die Veränderung des Betriebsverhaltens ebenfalls zu einem Zeitpunkt und in einer Weise erfolgt, welche eine optimale Synchronität mit dem Herzverhalten des Patienten sicherstellen.Through the selected takeover at the time TV via the other logic means (Operating mode memory 4) it is also ensured that the change in the operating behavior also takes place at a point in time and in a manner that ensures optimal synchronicity ensure with the patient's cardiac behavior.

Die von der Refraktärzeitsteuerung getrennte Ermittlung der Störungs- und Tachykardiezustände im Vorhof gewährleistet, daß beide Signalzustände optimal erfaßt werden, wobei durch das Zurücksetzen des Tachykardiezählers allein während der Austastzeiten sichergestellt ist, daß die Störerkennung unabhängig davon fortgesetzt wird und nicht durch ein Zurücksetzen und die daraus resultierende Bildung eines verkürzten Meßzeitintervalls für die. Störerkennung im Zusammenhang mit den Austast-Impulsen ein Störsignal vorgetäuscht wird.The determination of the malfunction, which is separate from the refractory time control and tachycardia conditions in the atrium ensures that both signal conditions are optimal can be detected by resetting the tachycardia counter alone during the blanking times ensure that the fault detection continues regardless of this and not by resetting and the resulting formation of a shortened measuring time interval for the. Disturbance detection in connection with the blanking pulses an interfering signal is simulated.

In Figur 4 sind diejenigen Bauelemente dargestellt, welche einerseits eine Programmierung vorgegebener Betriebsarten durch äußere Schaltmittel ermöglichen und weiterhin die Umschaltung der Betriebsart im Falle von an den Einyängen A und V einfallenden Störimpulsen bzw. im Falle einer Tachykardie im Vorhof bewirken. Insbesondere hervorzuheben ist dabei die Möglichkeit, den im Falle des Eintretens eines oder mehrerer der vorgenannten Ereignisse einzuschaltenden Betriebsart aus einer oder mehreren für diesen Fall festgelegten Betriebsarten auszuwählen und diese Auswahl vorher mittels Programmierung festzulegen.In Figure 4 those components are shown, which on the one hand enable programming of specified operating modes by external switching means and also the switching of the operating mode in the case of at the inputs A and V cause interference pulses or in the case of tachycardia in the atrium. Particularly noteworthy is the possibility of the in the event of entry one or more of the above-mentioned events to switch off the operating mode to select one or more operating modes specified for this case and these Selection to be determined beforehand by means of programming.

Bei der in Figur 4 dargestellten Schaltungsanordnung handelt es sich um diejenigen Baugruppen, die in der Blockschaltung gemäß Figur 1 als Steuerschaltung für die Betriebsarten in einem Element zusammengefaßt sind.The circuit arrangement shown in FIG. 4 is by those assemblies that are used in the block circuit according to FIG. 1 as a control circuit for the operating modes are combined in one element.

Durch das über das Schaltelement 20 zu dem Block 4 gelangende Programmiersignal wird einerseits mittels eines Schaltelementes 400 eine (permanente) Betriebsart des Schrittmachers ausgewählt, die dann gültig ist, wenn keine Störsignale aufgenommen werden und auch der Tachykardiezustand nicht vorhanden ist. Durch die Programmierung ist einer der Betriebsarten auswählbar. Zusätzlich kann - ebenfalls durch die vorgenommene Programmierung - durch weitere Schaltelemente 401 und 402 festgelegt werden, welcher von zwei möglicherweise zur Verfügung stehenden alternativen Betriebsarten im Falle des Auftretens einer oder mehrerer der genannten Bedingungen in Funktion treten soll, wobei beim Auftreten verschiedener Störungen der Schalter 401 bezüglich einer ersten Art und der Schalter 402 bezüglich einer zweiten Art von Störungen setzbar ist.By the programming signal reaching block 4 via switching element 20 becomes on the one hand a (permanent) operating mode by means of a switching element 400 of the pacemaker is selected, which is valid if no interfering signals are received and the tachycardia state is also absent. By programming one of the operating modes can be selected. In addition, can also be made by the Programming - further switching elements 401 and 402 determine which one of two possibly available alternative modes of operation in the event the occurrence of one or more of the conditions mentioned come into operation should, with the occurrence of various faults, the switch 401 with respect to a first type and the switch 402 can be set with respect to a second type of interference is.

Die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gewählte Zuordnung kann je nach den gestellten Anforderungen geändert, eingeschränkt oder erweitert werden. So ist auch die Festlegung durch die Schalter 401 und 402 in der dargestellten Form nicht zwingend, sondern kann durch zusätzliche Schaltelemente in der Weise verändert werden, daß für unterschiedliche Störungs- oder Tachykardiezustände verschiedene alternative Betriebsfunktionen aktiviert werden.The assignment selected in the illustrated embodiment can can be changed, restricted or expanded depending on the requirements. The definition by the switches 401 and 402 is also in the form shown not mandatory, but can be changed in this way by additional switching elements will be that different for different disorder or tachycardia conditions alternative operating functions are activated.

Über .die Ausgangsleitungen des Schaltelementes 400, die mit den üblichen Bezeichnungen für mögliche Schrittmacher-Betriebsfunktionen gekennzeichnet sind, werden (unter vorläufiger Außerachtlassung der für die Einschaltung der alternativen Betriebsfunktionen vorgesehenen Logik-Bauelemente) ODER-Gatter 403 bis 408 alternativ aktiviert, wobei jedem dieser ODER-Gatter 403 bis 408 ein Flip-Flop 413 bis 418 zugeordnet ist, an deren Ausgängen die das Betriebsverhalten des Schrittmachers bestimmenden Ausgangssignale, welche mit den Ausgangsleitungen des Blocks 4 in Figur 1 übereinstimmen, festgelegt werden.About .the output lines of the switching element 400, which are connected to the usual Designations for possible pacemaker operating functions are marked, (with provisional disregard for the inclusion of the alternative Logic components provided for operating functions) OR gates 403 to 408 alternatively activated, each of these OR gates 403 to 408 having a flip-flop 413 to 418 is assigned, at the outputs of which the operating behavior of the pacemaker determining output signals, which are connected to the output lines of block 4 in FIG 1 must match.

Ein Setzen bzw. Zurücksetzen der Flip-Flops 413 im Falle einer Umprogrammierung durch das Signal TV erfolgt, wobei ein Verzögerungsglied 419 dafür sorgt, daß die für die Erkennung und Auswertung der die Betriebsart beeinflussenden Signale, die ebenfalls zum Zeitpunkt TV stattfindet, abgeschlossen sind, bevor eine Betriebsartänderung eintritt.A setting or resetting of the flip-flops 413 in the event of reprogramming takes place by the signal TV, a delay element 419 ensures that the for the detection and evaluation of the signals influencing the operating mode, which also takes place at time TV, are completed before an operating mode change entry.

Kriterium für die Bemessung der Verzögerungszeit des Gliedes 419 ist dabei, daß die Umschaltung der Betriebsart des Schrittmachers innerhalb derjenigen Zeit abgeschlossen sein muß, während der beide Eingänge A und V refraktär sind. (Es gilt auch für die übrigen von einem zum Zeitpunkt TV erscheinenden Impuls ausgelösten Signale, daß innerhalb des gesamten dargestellten Schrittmacherkonzepts - je nach Ausbauzustand - gegebenenfalls durch zusätzliche Verzögerung eine derartige Staffelung der Signalverarbeitung erfolgt, daß solche Schritte erst dann eingeleitet werden, wenn die vorangehenden Verarbeitungen, die für diese Schritte Voraussetzung sind, abgeschlossen sind. Es gilt dabei die Reihenfolge: Beendigung der Verarbeitung für den vorangegangenen Herzzyklus - Betriebsart-/Programmänderung - Festlegung der weiteren Daten für den nächsten Zyklus.) Die Umschaltung der Flip-Flops erfolgt über UND-Gatter 423 bis 428 bzw. 433 bis 438, wobei je nach dem am Ausgang der ODER-Gatter 403 bis 408 anliegenden Signalzustände eines der beiden mit dem Setz- bzw. Rücksetzeingang der Flip-Flops 413 bis 418 verbundenen UND-Gatter aktiviert wird, wenn vom Ausgang der Schaltung 419 der gegenüber der Zeit TV verzögerte Impuls ITV erscheint. Die Ausgänge der ODER-Gatter 403 bis 408 sind zu diesem Zweck jeweils mit einem nichtinvertierenden Eingang eines der UND-Gatter 423 bis 428 und einem invertierenden Eingang der UND-Gatter 433 bis 438 verbunden.The criterion for dimensioning the delay time of the element 419 is doing that switching the mode of operation of the pacemaker within those Time must be completed during which both inputs A and V are refractory. (It also applies to the other ones triggered by an impulse appearing at the time TV Signals that within the entire presented pacemaker concept - depending on Development status - if necessary, such a staggering due to additional delay the signal processing takes place so that such steps are only initiated if the previous processing required for these steps are a prerequisite are completed. The following sequence applies: Completion of processing for the previous cardiac cycle - operating mode / program change - definition the other data for the next cycle.) The flip-flops are switched over via AND gates 423 to 428 or 433 to 438, depending on the output of the OR gate 403 to 408 pending signal states of one of the two with the set or reset input the AND gate connected to the flip-flops 413-418 is activated when from the output the pulse ITV, which is delayed with respect to the time TV, appears to the circuit 419. the For this purpose, outputs of OR gates 403 to 408 are each marked with a non-inverting one Input of one of the AND gates 423 to 428 and an inverting input of the AND gates 433 to 438 connected.

Die Funktionen der Flip-Flops 413 bis 418 sind die folgenden: Flip-Flop 413: Signalaufnahme im Atrium Flip-Flop 414: Zeitgesteuerte Auslösung von Stimulations impulsen im Atrium Flip-Flop 415: Durch herzeigene Signale yetriggerte Auslösung von Stimulationsimpulsen im Atrium Flip-Flop 416: Signalaufnahme im Ventrikel Flip-Flop 417: Zeitgesteuerte Auslösung von Stimulationsimpulsen im Ventrikel Flip-Flop 418: Durch herzeigene Signale getriggerte Aus lösung von Stimulationsimpulsen im Ventrikel Es ist ersichtlich, daß aufgrund der bisher dargestellten Logikinittel in der Betriebsart "A00" durch Setzen des Flip-Flops 414 das zeitgesteuerte Auslösen von Atriumimpulsen festgelegt ist. Eine Signalaufnahme aus Atrium oder Ventrikel erfolgt nicht und infolgedessen ist auch keine Umschaltung bei hier auftretenden Störsignalen erforderlich.The functions of the flip-flops 413-418 are as follows: Flip-flop 413: Signal recording in the atrium flip-flop 414: Time-controlled triggering of stimulation impulses in the atrium flip-flop 415: Triggered by internal signals of stimulation pulses in the atrium flip-flop 416: signal recording in the ventricle flip-flop 417: Time-controlled triggering of stimulation pulses in the ventricle Flip-flop 418: Triggering of stimulation impulses in the ventricle triggered by internal signals It it can be seen that due to the logic means shown so far in the operating mode "A00" by setting the flip-flop 414 the time-controlled triggering of atrial pulses is fixed. There is no signal pick-up from the atrium or ventricle and as a result, no switchover is required in the event of interference signals occurring here.

Entsprechendes gilt für die Betriebsarten "V00" und "DU0", wobei hierbei noch das Flip-Flop 417 alternativ oder zusätzlich aktiviert ist.The same applies to the operating modes "V00" and "DU0", whereby here nor the flip-flop 417 is activated alternatively or additionally.

Die Betriebsarten "AAT" und ~AAl" aktivieren bei ungestörtem Atrium und, wenn keine Tachykardie vorhanden ist, über UND-Gatter 440 bzw. 441, deren invertierender Eingang gemeinsam mit dem Ausgang eines ODER-Gatters 442 verbunden ist, an dessen Eingänge diese Zustände anzeigende Signale gelangen, wenn im Atrium eine Störung auftritt bzw. der Tachykardiezustand ermittelt wurde, die entsprechenden der Flip-Flops 413 bis 415. Ist am Ausgang des ODER-Gatters 442 ein Signal mit dem logischen H-Zustand vorhanden, so wird bei aktiviertem "AAT"- oder "AAI"-Zustand über ein ODER-Gatter 443 und ein UND-Gatter 446 sowie das ODER-Gatter 445 der ~A00"-Zustand eingestellt, wie er auch direkt durch eine entsprechende Programmierung gewählt werden kann.The operating modes "AAT" and ~ AAl "activate when the atrium is undisturbed and, if there is no tachycardia, via AND gates 440 or 441, their inverting Input is commonly connected to the output of an OR gate 442 at which Inputs signals indicating these states arrive when there is a disturbance in the atrium occurs or the state of tachycardia has been determined, the corresponding flip-flops 413 to 415. If the output of the OR gate 442 is a signal with the logic high state present, then with activated "AAT" or "AAI" status via an OR gate 443 and an AND gate 446 as well as the OR gate 445 the ~ A00 "state is set, as it can also be selected directly through appropriate programming.

Durch Aktivierung der Betriebsarten ~V00" bzw. ~D00" werden diese eingeschaltet, ohne daß eine Betriebsartsänderung durch über die Elektroden aufgenommenen Signale möglich wäre. Die Betriebsart WI wird aktiviert, wenn die- ser Zustand über den Programmschalter 400 gesetzt ist und keine Störungen im Ventrikel vorliegen, so daß ein Ausgangssignal vom UND-Gatter 447 an das ODER-Gatter 448 gelangt. Liegt eine Störung im Ventrikel vor, so geht der Schrittmacher durch die Verknüpfung der entsprechenden Signale über ein ODER-Gatter 449, ein UND-Gatter 450 sowie ein weiteres ODER-Gatter 451 in den Betriebszustand "VORN über.By activating the operating modes ~ V00 "or ~ D00", these switched on without a change in operating mode being recorded by the electrodes Signals would be possible. The WI operating mode is activated when the ser State is set via the program switch 400 and no disturbances in the ventricle exist so that an output from AND gate 447 is passed to OR gate 448. If there is a disturbance in the ventricle, the pacemaker goes through the link the corresponding signals via an OR gate 449, an AND gate 450 and a another OR gate 451 in the operating state "FRONT over.

Die Betriebsart "VAT" ist beiungestörtem Ventrikel (kein Signal am invertierenden Eingang des UND-Gatters 452) durch entsprechende Programmierung einstellbar.The "VAT" operating mode is for an undisturbed ventricle (no signal on inverting input of AND gate 452) adjustable by appropriate programming.

In der Betriebsart "VAT" wird über das UND-Gatter 457 ein ODER-Gatter 454 aktiviert, wenn das UND-Gatter 453 nicht durch das Ausgangssignal des ODER-Gatters 442 über seinen invertierenden Eingang gesperrt ist. Im Falle einer Störung im Atrium oder des Vorliegens von Tachykardie erfolgt eine Umschaltung in den Zustand "VOO", was durch einem zum ODER-Gatter 443 führende Leitung bewirkt wird, wobei die Umschaltbedingungen denjenigen in den Modes "AAT" bzw.In the "VAT" operating mode, an OR gate is set via the AND gate 457 454 is activated when AND gate 453 is not activated by the output of the OR gate 442 is blocked via its inverting input. In the event of a malfunction in the atrium or the presence of tachycardia there is a switch to the "VOO" state, which is caused by a line leading to OR gate 443, the switching conditions those in the modes "AAT" resp.

AAI" entsprechen.AAI ".

In der Betriebsart "DVI" wird bei ungestörtem Ventrikeleingang (kein Signal am invertierenden Eingang eines UND-Gatters 455), dessen Ausgangssignal zu einem ODER-Gatter 456 geleitet, welches die dieser Betriebsart entsprechenden Aktivierungen auslöst.In the "DVI" operating mode, if the ventricle input is undisturbed (no Signal at the inverting input of an AND gate 455), the output signal of which is too an OR gate 456, which activates the corresponding mode of operation triggers.

Bei gestörtem Ventrikel gelangt das Signal über ein ODER-Gatter 457 an die Eingänge zweier UND-Gatter 458 und 459, deren weitere Eingänge (wobei der weitere Eingang beim UND-Gatter 458 invertierend ist) mit dem Ausgang des Schalters 401 verbunden sind. Je nach dem, ob dieser durch Programmierung gesetzt (Verbindung mit logischem H-Pegel) oder nicht gesetzt (entsprechend dem logischen L-Pegel) ist, wird eines der UND-Gatter 458 bzw. 459 durchgeschaltet und aktiviert über das UND-Gatter 450 im Falle einer Störung im Ventrikel über das ODER-Gatter 451 den Zustand wV00" oder über UND-Gatter 460, dessen weiterer Eingang entsprechend mit der bei gestörtem Ventrikel ein logisches "H-Signal" führenden Leitung verbunden ist, über ein ODER-Gatter 461 den Zustand ~D00". Damit kann von außerhalb des Schrittmachers her für den Fall eines im Ventrikel aufgenommenen Störsignals durch eine entsprechende Voreinstellung festgelegt werden, welchen Betriebszustand der Schrittmacher in diesem Fall einnehmen wird.If the ventricle is disturbed, the signal is passed through an OR gate 457 to the inputs of two AND gates 458 and 459, whose further entrances (with the other input at AND gate 458 being inverting) to the output of the switch 401 are connected. Depending on whether this is set by programming (Connection with logical H level) or not set (according to the logical L level), one of the AND gates 458 or 459 is switched through and activated via AND gate 450 in the event of a disturbance in the ventricle via the OR gate 451 the state wV00 "or via AND gate 460, whose further input accordingly connected to the line carrying a logic "H signal" when the ventricle is disturbed is, the state ~ D00 "via an OR gate 461. This allows from outside the pacemaker in the event of an interference signal picked up in the ventricle by a corresponding one Presetting determine which operating state the pacemaker in this Fall will take.

Somit besteht eine zusätzliche therapeutische Möglichkeit in der Art, daß der Arzt für den Fall, daß ein ursprünglich von ihm gewählter Betriebszustand des Schrittmachers nicht beibehalten werden kann, einen Alternativzustand auswählen kann, der sich im Fall des betreffenden Patienten als besonders günstig darstellt.Thus there is an additional therapeutic possibility in the way that the doctor in the event that an operating state originally selected by him pacemaker cannot be maintained, select an alternate condition which is particularly favorable in the case of the patient concerned.

Eine entsprechende Wahlmöglichkeit ist auch beim Betriebszustand NVDT/I" vorgesehen, wobei das Fehlen von Störungen im Atrium und Ventrikel und auch das Nichtvorliegen des Tachykardie-Zustands mittels eines UND-Gatters 462 ermittelt wird, dessen beide invertierende Eingänge einerseits mit dem Ausgang des ODEK-Gatters 442 bzw. mit der eine Störung im Ventrikel anzeigenden Leitung verbunden sind.A corresponding option is also available in the operating state NVDT / I " provided, the absence of disturbances in the atrium and ventricle and also that The absence of the tachycardia state is determined by means of an AND gate 462 whose two inverting inputs on the one hand with the output of the ODEK gate 442 or to the lead indicating a disturbance in the ventricle.

Der Ausgang des UND-Gatters 462 führt zu einem UND-Gatter 463, dessen Ausyangssignal die für den Betriebszustand ~VDT/I" notwendigen logischen Verknüpfungen auslöst. Im Falle einer Störung im Atrium allein wird über ein ODER-Gatter 464 und ein UND-Gatter 465 bei Vorliegen einer Störung im Atrium bzw. Tachykardie und Abwesenheit einer Störung im Ventrikel je nach Stellung des Schalters 401 über UND-Gatter 466 bzw. 467 entweder der Zustand ~VVI" oder der Zustand "DVI" aktiviert.The output of AND gate 462 leads to an AND gate 463, whose output signal is the logic required for the ~ VDT / I "operating state Triggers links. In the event of a fault in the atrium alone, an OR gate is used 464 and an AND gate 465 in the event of a disturbance in the atrium or tachycardia and absence of disturbance in the ventricle depending on the position of switch 401 AND gate 466 or 467 either the state ~ VVI "or the state" DVI "activated.

Ist dagegen der Ventrikel gestört, während der Sinusrhythmus regular aufgenommen wird, gelangt über ein diese Signalzustände auswertendes UND-Gatter 468 in Abhängigkeit von der Stellung des Schalters 402 ein Signal zu UND-Gattern 469 und 470 alternativ zu den ODER-Gattern 451 bzw.If, on the other hand, the ventricle is disturbed, the sinus rhythm is regular is recorded, passes through an AND gate that evaluates these signal states 468 sends a signal to AND gates as a function of the position of switch 402 469 and 470 as an alternative to OR gates 451 or

454, so daß in diesem Fall alternativ die Betriebszustände "VOO" oder "VAT" aktivierbar sind. Bei gestörtem Ventrikeleingangssignal bleibt demnach dem behandelnden Arzt die Möglichkeit, entweder im Atrium auftretende Signale noch zur Triggerung der Ventrikel-Stimulation heranzuziehen oder aber den Ventrikel starrfrequent zu stimulieren. Der Betriebszustand "VDT/I" geht damit beispielsweise in den ~VAT"-Zustand über.454, so that in this case the operating states "VOO" or "VAT" can be activated. If the ventricle input signal is disturbed, the attending physician the possibility of either signals occurring in the atrium Use triggering of the ventricle stimulation or the ventricle with a fixed frequency to stimulate. The operating state "VDT / I" thus goes into the ~ VAT "state, for example above.

Der Fall des ungestörten Betriebs im Mode DDD wird entsprechend der Funktion des UND-Gatters 463 für den Fall "VDT/I" über ein UND-Gatter 471 signalisiert.The case of undisturbed operation in the DDD mode is corresponding to Function of the AND gate 463 for the case "VDT / I" is signaled via an AND gate 471.

Bei gestörtem Atriumeingang bzw. vorliegender Tachykardie werden die Umschaltungen entsprechend wie im vorgenannten Betriebszustand über das ODER-Gatter 464 ausgelöst, während bei gestörtem Ventrikel ebenfalls eine entsprechende Verknüpfung über das ODER-Gatter 457 herbeigeführt wird.If the atrium entrance is disturbed or the tachycardia is present, the Switchover as in the aforementioned operating state via the OR gate 464 triggered, while if the ventricle is disturbed, there is also a corresponding link is brought about via the OR gate 457.

Es ist ersichtlich, daß die vorgenannten Mode-Umschaltungen und die Möglichkeit der Vorprogrammierung alternativer Modes im Falle von Störungen der Signaleingänge oder Tachykardie auf unterschiedliche Weise vorgegeben werden kann, wobei insbesondere für die Terminierung von Tachykardien auch Sonderbetriebsweisen aktiviert werden können, die an dieser Stelle nicht detailliert beschrieben zu werden brauchen, da sie dem Fachmann aus entsprechenden Veröffentlichungen bekannt sind.It can be seen that the aforementioned mode switchings and the Possibility of preprogramming alternative modes in case of malfunctions in the Signal inputs or tachycardia can be specified in different ways, with special modes of operation, especially for the termination of tachycardias can be activated, which will not be described in detail at this point need, since they are known to the person skilled in the art from relevant publications.

Die Möglichkeit, mit einer Mode-Änderung auch Betriebsparameter zu verändern, ist für den Fall des DVI-modes durch die Verbindung vom Ausgang "DVI" des Schalters 400 zu einem Eingang des ODER-Gatters 214 über ein UND-Gatter 472 wiedergegeben. Bei Aktivierung dieses UND-Gatters 472 im Falle von Tachycardie (Leitung zum Eingang "Tachy") beim wDVI"-Betrieb erfolgt eine zwangsläufige Verkürzung der. programmierten AV-Überleitungszeit (To bis TV) auf einen unkritischen Wert, der für diese Ausführung als in Block 216 enthalten angenommen werden soll.The possibility of also changing operating parameters with a mode change change, is for the case of the DVI mode through the connection from the output "DVI" of switch 400 to an input of OR gate 214 via AND gate 472 reproduced. When this AND gate 472 is activated in the case of tachycardia (line to the "Tachy" input) in the wDVI "mode, the. programmed AV transfer time (To to TV) to an uncritical value, the should be assumed to be contained in block 216 for this execution.

Die in Figur 5 dargestellte Schaltung stellt eine Zusatzschaltung dar, welche in Zusammenhang mit der Blockschaltung gemäß Fig. 1 den Betrieb des Schrittmachers mit Hysterese ermöglicht. Hysterese bedeutet in diesem Zusammenhang, daß bei aufgenommenen Herzeigenaktionen die Zeitdauer TA heraufgesetzt wird, so daß eine geringfügigere Verringerung der Impulsrate der Herzeigenaktionen nicht zu Stimulationsimpulsen führt. Die Stimulation setzt erst dann wieder ein, wenn die vergrößerte Zeitdauer THysA durch die Herzrate unterschritten wird.The circuit shown in Figure 5 represents an additional circuit represents, which in connection with the block circuit of FIG. 1, the operation of the Pacemaker with hysteresis. In this context, hysteresis means that the duration TA is increased for recorded heart actions, so that a smaller decrease in the impulse rate of the heart's actions does not leads to stimulation pulses. The stimulation only starts again when the heart rate falls below the increased time THysA.

Die in Figur 5 dargestellten Flip-Flops 510 und 520 werden jeweils gesetzt, wenn vom Ausgang des in Figur 1 dargestellten UND-Gatters 110 bzw. 210 ein Signal erscheint, d.h. im Atrium oder Ventrikel eine Herzeigenaktion aufgenommen wurde. Beide Ereignisse führen über ein ODER-Gatter 500 und ein UND-Gatter 501 im Zeitpunkt TV zum Setzen eines den Hysteresezustand speichernden Flip-Flops 502.The flip-flops 510 and 520 shown in Figure 5 are each is set when the output of the AND gate 110 or 210 shown in FIG a signal appears, i.e. a heart action is recorded in the atrium or ventricle became. Both events lead via an OR gate 500 and an AND gate 501 im Time TV for setting a flip-flop 502 storing the hysteresis state.

Mittels dieses Flip-Flops 502 wird in den Speicher 121 anstelle des Normalwertes für die Impulsrate des Atriums TA der in einem Speicher 121'\festgehalten ist und durch Programmierung in den Schrittmacher übertragen wurde,#mittels des Schaltelementes 503 ein Wert THysA aus einem Speicher 121" überführt und den folgenden Datenvergleichs-und Entscheidungsoperationen zugrundegelegt.By means of this flip-flop 502 is in the memory 121 instead of the Normal value for the pulse rate of the atrium TA is held in a memory 121 '\ and has been transferred to the pacemaker by programming, # using the Switching element 503 transfers a value THysA from a memory 121 "and the following Based on data comparison and decision operations.

Ein Setzen des Flip-Flops 502 kann dabei nur dann erfolgen, wenn die weiteren Eingänge des UND-Gatters 501 den logischen H-Zustand einnehmen, d.h. über den Eingang Hys (durch Setzen eines entsprechenden Bits im Programmierspeicher 4) der Hysterese-Zustand freigegeben wurde und entweder im Atrium oder im Ventrikel jeweils sowohl eine Signalaufnahme vom Herzen als auch eine Stimulationsimpulsabgabe nach Zeitablauf erfolgen kann, wie es durch die dargestellte Verknüpfung eines ODER-Gatters 504 mit zwei UND-Gattern 505 und 506, denen die vorgenannten Eingangsbedingungen in Form von logischen Signalen vom Speicher 4 (Fig. 1) zugeführt sind, realisiert ist.The flip-flop 502 can only be set if the other inputs of the AND gate 501 assume the logic high state, i.e. via the input Hys (by setting a corresponding bit in programming memory 4) the hysteresis state has been released and either in the atrium or in the ventricle both a signal pick-up from the heart and a stimulation pulse delivery can take place after the lapse of time, as shown by the linkage of an OR gate 504 with two AND gates 505 and 506, which meet the aforementioned input conditions are supplied in the form of logic signals from the memory 4 (Fig. 1) is.

Die Flip-Flops 510 und 520 werden jeweils kurzzeitig, nachdem ihr Zustand in das Flip-Flop 502 übertragen wurde, durch den um einen Zeitraum mittels eines Verzögerungs- gliedes 540 verzögerten Impuls TV zurückgesetzt, so daß für jeden Herzzyklus wieder neu über das Vorliegen der Bedingungen für die Hysterese entschieden werden muß. Wird bis- zum Zeitpunkt Tv keine Herzaktion in der Kammer, von der Signale aufgenommen werden, erkannt, so wird - wie nachfolgend dargestellt - der nicht gesetzte Zustand der Flip-Flops 510 bzw. 520 in das Flip-Flop 502 übertragen.The flip-flops 510 and 520 each go briefly after their State was transferred to the flip-flop 502 by means of a period of time of a delay element 540 delayed pulse TV reset, so that for each cardiac cycle anew about the existence of the conditions for the Hysteresis must be decided. If there is no heart action in of the chamber from which signals are recorded is recognized, as follows shown - the non-set state of the flip-flops 510 or 520 in the flip-flop 502 transferred.

Damit wird bei Betriebsarten, welche eine ausschließliche Signalaufnahme entweder im Atrium oder im Ventrikel gestatten, durch diese Signale für sich der Hysteresezustand jeweils gesetzt oder zurückgesetzt werden.This is used in operating modes which only record signals either in the atrium or in the ventricle allow these signals to pass through Hysteresis state can be set or reset.

Wenn eine Signalaufnahme im Atrium und im Ventrikel möglich ist (beispielsweise Betriebsart VDT/I oder DDD), soll der Hysteresezustand nicht schon dann zurückgesetzt werden, wenn nur die AV-Überleitung ausfällt, der normale Sinusrhythmus jedoch aufrechterhalten bleibt, da die nachfolgende Stimulation im Ventrikel anschließend im Zeitablauf erfolgen kann, ohne daß eine Änderung der atrialen Rate erforderlich ist. Durch die weiteren Elemente der in Fig. 5 dargestellten Schaltung wird verhindert, daß der Hysteresezustand allein deswegen zurückgesetzt wird, weil keine AV-{Jberleitung stattfindet, obgleich spontane Atriumaktionen vorhanden sind und nur eine Stimulation im Ventrikel notwendig ist.If signal pickup is possible in the atrium and in the ventricle (for example Operating mode VDT / I or DDD), the hysteresis state should not then be reset If only the AV conduction fails, normal sinus rhythm is maintained remains, since the subsequent stimulation in the ventricle then over time can be done without changing the atrial rate. By the other elements of the circuit shown in Fig. 5 is prevented from the hysteresis state is reset solely because there is no AV conduction takes place although there are spontaneous atrial actions and only stimulation is necessary in the ventricle.

Ein Zurücksetzen des Flip-Flops 510 wird aber dann nicht auf das Flip-Flop 502 übertragen, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind: 1. Es ist eine Signalaufnahme vom Atrium als auch eine solche vom Ventrikel möglich.Resetting the flip-flop 510 is then not applied to the flip-flop 502 if two conditions are met: 1. It's a Signal pick-up from the atrium as well as from the ventricle is possible.

2. Es wird nur im Atrium ein zu einer Herzeigenaktion gehöriger Impuls aufgenommen - es fehlt also lediylich die aufgrund einer physiologischen AV-Überleitung hervorgerufene Ventrikelkontraktion.2. Only in the atrium is there an impulse belonging to a heartfelt action recorded - it is only missing the one due to a physiological AV conduction evoked ventricular contraction.

Eine Atriumstimulation bewirkt hingegen ein Zurücksetzen.Atrium stimulation, on the other hand, causes a reset.

Die erste Bedingung ist durch Verknüpfung der entsprechenden Eingangssignale von dem Speicher 4 in Fig. 1 über ein UND-Gatter 541 realisiert, dessen Ausgangssignal dem invertierenden Eingang eines UND-Gatters 542 zugeführt ist. Der weitere Eingang des UND-Gatters 542 ist mit dem invertierenden Ausgang c des Flip-Flops 520 verbunden. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 542 und das invertierte Ausgangssignal c des Flip-Flops 510 gelangen an Eingänge eines ODER-Gatters 544, dessen Ausgangssignal mit dem Signalimpuls ITV mittels eines UND-Gatters 545 so verknüpft ist, daß entsprechend den vorgenannten Bedingungen beim Fehlen eines herzeigenen Signals im Atrium oder Ventrikel der zurückgesetzte Zustand des Flip-Flops 520 in das Flip-Flop 502 übernommen wird, wenn eine Signalaufnahme nur dort möglich ist. Anschließend wird durch den Schalter 546 wieder der ursprüngliche in dem Speicher 121' gespeicherte Zahlenwert TAnorm in den Speicher 121 als aktueller Wert TAakt übertragen. Wie weiter unten dargestellt ist, wird auch die Refraktärzeit des Ventrikels jeweils der aktuellen Atriumrate TAakt angepaßt.The first condition is by linking the appropriate input signals realized by the memory 4 in FIG. 1 via an AND gate 541, the output signal of which the inverting input of an AND gate 542 is supplied. The further entrance of AND gate 542 is connected to inverting output c of flip-flop 520. The output signal of AND gate 542 and the inverted output signal c des Flip-flops 510 reach inputs of an OR gate 544, the output signal of which is linked to the signal pulse ITV by means of an AND gate 545 so that accordingly the aforementioned conditions in the absence of an intrinsic signal in the atrium or In the ventricle, the reset state of flip-flop 520 is taken over into flip-flop 502 if signal recording is only possible there. Then the Switch 546 reverts to the original numerical value stored in memory 121 ' TAnorm is transferred to the memory 121 as the current value TAakt. As below is shown, the refractory period of the ventricle is always the current one Atrium rate TAakt adjusted.

In Figur 6 ist die Austaststufe 3 gemäß Figur 1 in Einzelheiten dargestellt. Die Ausgangssignale der UND-Gatter 106 und 206 gelangen an die Eingänge eines ODER-Gatters 601, dessen Ausgangssignal eine Monoflop-Schaltung 602 aktiviert, welche für 25 ms einen Ausgangsimpuls abgibt. Dieser Impuls gelangt über ODER-Gatter 611 bzw. 621 sowohl an die Eingangsstufe 101 für das Atrium als auch an die Eingangsstufe 201 für den Ventrikel und macht beide für diesen Zeitraum für eingehende Signale undurchlässig. Die Sperrung beider Eingangsstufen für 25 ms erfolgt also unabhängig davon, ob an das Atrium oder an den Ventrikel ein Stimulationsimpuls abgegeben wurde.In Figure 6, the blanking stage 3 according to Figure 1 is shown in detail. The output signals of AND gates 106 and 206 are applied to the inputs of an OR gate 601, the output signal of which activates a monoflop circuit 602, which for 25 ms emits an output pulse. This pulse arrives via OR gate 611 resp. 621 to both the entrance step 101 for the atrium and the entrance step 201 for the ventricle and makes both for this period for incoming signals impermeable. The blocking of both input stages for 25 ms is therefore carried out independently whether a pacing pulse was delivered to the atrium or the ventricle.

Die dargestellte Schaltung weist darüber hinaus Mittel auf, welche es gestatten, zwischen der stimulierten und der nicht stimulierten Kammer bezüglich der Länge der Austastzeit zu unterscheiden. Dabei wird bei der dargestellten Anordnung die Austastzeit für die stimulierte Kammer erhöht, um sicherzustellen, daß die Polarisationseffekte an der Elektrode abgeklungen sind, bevor eine erneute Signalaufnahme erfolgen kann. Zu diesem Zweck sind zwei jeweils einer Kammer zugeordnete Monoflop-Schaltungen 610 und 620 vorgesehen, welche auf einen Eingangsimpuls hin einen Ausgangsimpuls abgeben, welcher der verlängerten Austastdauer für die stimulierte Kammer - bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 60 ms - entspricht. Die Eingänge der Monoflop-Schaltungen sind dabei direkt mit den Ausgängen der UND-Gatter 106 bzw. 206 verbunden, während die Austastimpulse jeweils den zweiten Eingängen der ODER-Gatter 611 und 621 zugeführt werden, wobei im Falle der Stimulation einer der Kammern sich die Akti- vierungszeiten der Stufen 602 und 620 bzw. 602 und 610 am Ausgang der ODER-Gatter 611 bzw. 621 überlagern.The circuit shown also has means which allow between the stimulated and the unstimulated chamber with respect to the length of the blanking time. In the case of the arrangement shown the blanking time for the paced chamber is increased to ensure that the polarization effects have subsided at the electrode before the signal can be picked up again. For this purpose, there are two monoflop circuits, each assigned to a chamber 610 and 620 are provided, which in response to an input pulse produce an output pulse which of the extended blanking period for the stimulated chamber - at the illustrated embodiment 60 ms - corresponds. The inputs of the monoflop circuits are directly connected to the outputs of AND gates 106 and 206, respectively the blanking pulses are fed to the second inputs of the OR gates 611 and 621, respectively in the case of stimulation of one of the chambers, the activity four times of stages 602 and 620 or 602 and 610 at the output of OR gates 611 and 621, respectively overlay.

Durch die Verbindungsleitung vom Monoflop 218 (in Figur 1 enthalten) zu einem weiteren Eingang des ODER-Gatters 621 tritt wird bei einer Refraktärzeitverlängerung im Atrium nach einer Extrasystole im Ventrikel der Eingangsverstärker auch für die Störsignal und Tachykardieerkennung gesperrt.Through the connection line from the monoflop 218 (included in Figure 1) A further input of the OR gate 621 occurs when the refractory period is extended in the atrium after an extrasystole in the ventricle the input amplifier also for the Interference signal and tachycardia detection blocked.

In Figur 7a ist eine Anordnung blockschaltungsmäßig dargestellt, welche eine automatische Anpassung der Refraktärzeit des Ventrikels an die programmierte Herzrate bewirkt.In Figure 7a, an arrangement is shown in block circuit terms, which an automatic adjustment of the refractory period of the ventricle to the programmed one Heart rate causes.

Da bei programmierbaren Schrittmachern bei im wesentlichen fester AV-Überleitungszeit mit sich verändernder Herzrate (Folge der Impulse TA) sich bei fester Refraktärzeit für den Ventrikel der (ungeschützte) Zeitraum bis zum nächsten TA-Impuls Schwankungen unterliegen würde, die genauso groß ist, wie die auftretende Differenz bei der Änderung der gesamten Folgezeiten der Impulse im Atrium entsprechend der gewählten Rate, ist es günstig, die Refraktärzeit des Ventrikel entsprechend proportional zu variieren, um einerseits eine Stimulation zu ungünstigen Zeitpunkten zu vermeiden - andererseits aber ein möglichst großes Zeitfenster zur Verfügung zu haben, in der eine Signalaufnahme vom Ventrikel möglich ist.As with programmable pacemakers at essentially more solid AV conduction time with changing heart rate (sequence of the TA impulses) fixed refractory period for the ventricle of the (unprotected) period until the next TA impulse would be subject to fluctuations that are just as great as those that occur Difference in the change in the total follow-up times of the impulses in the atrium accordingly the chosen rate, it is favorable to adjust the refractory period of the ventricle accordingly to vary proportionally in order, on the one hand, to stimulate at unfavorable times to avoid - on the other hand, as large a time window as possible is available in which a signal pick-up from the ventricle is possible.

Zusätzlich zu den Baugruppen gemäß Fig. 1 ist zwischen den Speicher 8 und den Schalter 15 ein Umschalter 71 eingefügt, welcher durch ein Signal TrefVaut ansteuerbar ist, das durch eine entsprechende Programmierung als Ausgangssignal der Baugruppe 4 in Fig. 1 erzeugbar ist und anzeigt, daß die Berechnung der Refraktärzeit für den Ventrikel automatisch erfolgen soll. In durch das vorgenannte Signal aktiviertem Zustand verbindet der Umschalter 71 den Speicher für den der Zeit TrefV mit einer Rechenschaltung 72, welche aktiviert durch den Vergleicher 220 bei Erscheinen des Signals "=" aufgrund der im Speicher 121 enthaltenen Größe für die Atriumrate TA einen Rechenvorgang ausführt und die ermittelten Daten für die Refraktärzeit des Atriums in einem dafür vorgesehenen Speicher festhält.In addition to the assemblies according to FIG. 1, between the memory 8 and the switch 15, a changeover switch 71 is inserted, which is activated by a signal TrefVaut is controllable, that by appropriate programming as Output signal of the assembly 4 in Fig. 1 can be generated and indicates that the calculation the refractory period for the ventricle should take place automatically. In through the aforementioned In the activated state, the switch 71 connects the memory for the Time TrefV with a computing circuit 72, which is activated by the comparator 220 when the "=" signal appears on the basis of the size contained in the memory 121 for the atrium rate TA performs a calculation and the determined data for records the refractory period of the atrium in a memory provided for this purpose.

Einzelheiten der Rechenschaltung 72 gehen aus Fig. 7b hervor, welche den Aufbau dieser Schaltung am Beispiel von jeweils vier Bit enthaltenen Datenworten darstellt. Die Berechnung von TrefVaut erfolgt nach der Formel: TrefVaut = (1/2 - 1/8) ~ TA Diese Rechnung läßt sich in besonders einfacher Form binär durchführen, wobei die Eingangssignale vom wichtigsten (MSB) Bit her in der angegebenen Reihenfolge drei Subtrahierstufen für einzelne Bits zugeführt werden, die ein Ausgangssignal und ein Übertragungssignal abgeben. Die Division durch zwei entspricht einer Verschiebung um eine Stelle zu niedrigeren Bit-Werten hin, während die Division um acht eine Verschiebung um drei Stellen ausmacht. Ein Rest bei der Division wird nicht berücksichtigt. Die derart in ihrer Position verschobenen Daten werden in den einzelnen Subtrahierstufen 73 bis 75 voneinander abgezogen und die Ergebnisse den Speicherzellen eines 4-Bit-Speichers 76 zugeführt, welcher die Daten jeweils auf einen Impuls zum Zeitpunkt TV hin festhält. Das Ausgangssignal U der höchstwertigen Subtrahierstufe 72 gelangt dabei in die zweithöchstwertige Stufe des Speichers 76, während die anderen Bits entsprechend ihrer Wertigkeit folgen. Der Berechnungsvorgang wird immer dann ausgeführt, wenn sich der für TA festgehaltene und für die Steuerung des Schrittmachers maßgebliche Wert ändert, was bei der dargestellten Ausführungsform jeweils im Zusammenhang mit dem Zeitpunkt TV erfolgt.Details of the computing circuit 72 can be seen from FIG. 7b, which the structure of this circuit using the example of data words containing four bits each represents. TrefVaut is calculated using the formula: TrefVaut = (1/2 - 1/8) ~ TA This calculation can be carried out in a particularly simple binary form, where the input signals start from the most important (MSB) bit in the specified order three subtraction stages are supplied for individual bits, which form an output signal and emit a transmission signal. Division by two corresponds to a shift by one digit to lower bit values, while dividing by eight one Shift by three digits. A remainder in the division is not taken into account. The data shifted in their position in this way are used in the individual subtraction stages 73 to 75 subtracted from each other and the results to the memory cells a 4-bit memory 76 supplied, which the data in each case on a pulse to Time TV records. The output signal U of the most significant subtraction stage 72 gets into the second most significant level of the memory 76, while the others Bits follow according to their value. The calculation process will always then executed when the pacemaker is held for TA and for control of the pacemaker relevant value changes, which in the illustrated embodiment in each case in context with the time TV takes place.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel stellt lediglich eine mögliche Form der Realisierung der der Erfindung dar, wobei weitere Ausführungsformen - insbesondere im zusammenhang mit andere zusätzliche Betriebsmöglichkeiten bietenden implantierbaren oder externen Schrittmachern -möglich sind und im Rahmen der Erfindung liegen. Weiterhin ist das Ersetzen von diskreten Logikelementen durch solche Bausteine, welche die zur Ansteuerung der Ausgangsstufen zur Erzeugung von Stimulationsimpulsen notwendigen logischen Verknüpfungen in prograinmierter Form oder auch durch geeignete Verbindung analog arbeitender Bauelemente -lösen.The illustrated embodiment is only one possible Form of implementation of the invention, with further embodiments - in particular implantable in connection with other additional operational possibilities or external pacemakers are possible and are within the scope of the invention. Farther is the replacement of discrete logic elements by building blocks that support the necessary to control the output stages to generate stimulation pulses logical links in programmed form or by means of a suitable connection analog working components -solve.

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Claims

P a t e n t a n s p r a c h e 1. Cardiac pacemaker with first switching means, which generate a first output signal in response to signals derived from the heart, second switching means, which contain timer means, which after a predeterminable first time period generate a second output signal, downstream of the switching means Signal processing means and to which the first and second output signals are supplied and which control a pulse generator circuit for delivering stimulation pulses, g e k e n n n z e i c h n e t d u r c h third switching means (30, 31), which both respond to the first (101, 102) and the second switching means (120, 220), to the downstream signal processing means for a second period of a waiting state with no or only low energy consumption in an operating state for signal processing, while the signal processing means the timer means the second switching means for outputting the second Ausganyssignals at a point in time preset for which a stimulation pulse is to be delivered and / or the pulse generator circuit control for immediate delivery of a stimulation pulse.

2. pacemaker according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h e t that a third exit signal (output>) issued by the timer means appearing if since the occurrence of the first output signal a predetermined third period of time has elapsed, the held until the next reaching of the operating state and the signal processing means is supplied as a logical input signal and / or activated the third switching means.

3. pacemaker according to one of the preceding claims, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that with programmable logic circuits containing Signal processing means the state with low power consumption by a Standby state of the central unit (CPU) or an inhibition of the clock signal can be switched on.

4. pacemaker according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h e k e n n n e i c h n e t that preferably with discrete logic circuits containing Signal processing means the state with no or low energy consumption Shutdown or reduction of the supply voltage (33) to a voltage level can be switched on, in which the preservation of the memory state for to be retained Signal states is still guaranteed.

5. Pacemaker according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n n z e i c h n e t that timer means (35) are provided, in the event of a fault, the pulse generator circuit for delivering stimulation pulses drive.

6. pacemaker according to claim 5, d a d u r c h characterized, that the signal is the output signal of a test circuit for the signal processing means logical decisions made when an error is detected.

7. pacemaker according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t that the signal is the output of test circuits for parity bits of the programmable logic circuits.

8. pacemaker according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z E i c h n e t that the signal is the output signal of a run-away protection circuit (105, 205) forms which when a predetermined stimulation pulse rate is exceeded is triggered.

9. pacemaker according to one of claims 5 to 8, d a d u r c it is noted that the generation of stimulation pulses on the Signal is given in fixed-frequency operation.

10. pacemaker according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the signal processing means receive the output signals from interference detection means (102, 202) or by the means (103) for detecting tacbycardia.

11. Cardiac pacemaker according to claim 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that switching means (21) for the operating mode can be activated together with a first output signal of a cardiac action originating from the ventricle or a second output signal after reaching the point in time at which a stimulation pulse is to be delivered to the ventricle while the signal input or the signal inputs are refractory to heart derived signals.