DE3344642C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriezustands-, Prüf- und Warnein­ richtung für ein batteriebetriebenes medizinisches Implantat, insbesondere für einen Defibrillator, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Batteriezustands-, Prüf- und Warneinrichtung ist aus der US-PS 43 45 603 bekannt.

In der älteren, nicht vorveröffentlichten DE-OS 33 14 488 ist ein Beispiel eines medizinischen Gerätes angegeben, in dem der Gegenstand der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Zahlreiche implantierbare elektrische Geräte für Diagnose- und Überwachungszwecke sind batteriebetrieben, so daß nach einem ge­ wissen Zeitraum die Batterie und/oder das ganze Gerät durch eine Operation erneuert werden müssen. Wenn die Funktion des implantierten medizinischen Gerätes für das Überleben des Patienten entscheidend ist, muß unbedingt eine absolut zuverläs­ sige Funktion nicht nur der in dem Gerät zur Durchführung von Überwachungs- und Diagnosefunktionen vorgesehenen Schaltungsbe­ standteile, sondern auch der Batterie gewährleistet sein. In der derzeitigen medizinischen Praxis werden batteriebetriebe­ ne Geräte erneuert, wenn ein vorherbestimmter Zeitraum ver­ strichen ist oder wenn das Implantat eine bestimmte Anzahl von Behandlungen durchgeführt hat. Bei einem implantierbaren Bereit­ schafts-Defibrillator der in der vorgenannten Patentanmeldung angegebenen Art soll die Batterie ungefähr alle drei bis dreiein­ halb Jahre oder im Falle einer häufigen Abgabe von energie­ reichen Defibrillationsimpulsen jeweils nach der Abgabe von 90 bis 100 Defibrillationsimpulsen erneuert werden. Dabei kommt es vor, daß noch gute Batterien unnötigerweise erneuert werden, weil zwar ihre garantierte Lebensdauer, aber noch nicht ihre tat­ sächliche Lebensdauer verstrichen ist; in diesem Fall wird der Patient unnötigerweise Unannehmlichkeiten ausgesetzt. Eine der­ artige unnötige Erneuerung kann auf günstige Betriebsbedingungen des implantierten medizinischen Gerätes oder darauf zurückzu­ führen sein, daß die verwendete Batterie sehr dauerhaft ist und eine viel längere als die garantierte Lebensdauer hat. Es kann aber auch vorkommen, daß eine Batterie vorzeitig ausfällt, weil sie ihre garantierte Lebensdauer nicht erreicht, obwohl sie vor ihrer Lieferung vom Hersteller entsprechend geprüft worden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Batterieprüfung eines medizinischen Implantates an die Erfordernisse eines nur bei Bedarf aufgrund eines medizinischen Zustandes aktivierten Implantates anzupassen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Wenn eine Be­ handlung nicht durchgeführt worden ist, bewirkt der rücksetzbare Zeitschalter nach dem Ablauf seiner Laufzeit, die vorzugsweise 4 Monate beträgt, periodisch eine Prüfung der Batteriespannung.

Die Batteriezustands-, Prüf- und Warneinrichtung gewährleistet im Falle des bevorstehenden Ausfalls der Batterie eine vorzugsweise akustische Warnung des Patienten, so daß die Batterie nur bei tatsächlichem Bedarf erneuert zu werden braucht und unnötige Operationen zum Austausch der Batterien weitgehend vermieden wer­ den. Die Batteriezustands-, Prüf- und Warneinrichtung zeigt dem Patienten an, wenn der Ausfall der Batterie bevorsteht, so daß der Patient dann Abhilfemaßnahmen treffen kann. Die Batterie wird durch die automatische Durchführung eines Prüfvorganges während jedes Betriebes des medizinischen Implantats und in vor­ herbestimmten, periodisch wiederkehrenden Zeitpunkten geprüft. Es wird die Möglichkeit geschaffen, die Batterien nicht nach von vorneherein festgelegten Zeiträumen, sondern im Fall des tatsäch­ lichen Bedarfs zu erneuern, so daß sowohl unnötige Operationen zum Erneuern der Batterie soweit wie möglich vermieden werden als auch die Gefahr eines vorzeitigen Ausfalls einer Batterie vermindert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur ein Blockschaltschema einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.

Die in der einzigen Figur gezeigte Schaltungsanordnung ist für die Verwendung mit einem implantierten medizinischen Gerät bestimmt, das eine Behandlungsschaltung enthält. Diese kann aus einer Hochspannungs-Inverter- und -Steuerschaltung 10 bestehen, die Herzströme des Patienten überwacht und im Falle der Erfassung einer Fibrillation an das Herz des Patienten über einen Leiter 12 energiereiche Defibrilla­ tionsimpulse abgibt. Je nach dem Zustand des Zustands- Flipflops 14 werden die energiereichen Impulse an das Herz über eine Torschaltung 16 und nicht gezeigte Hochspannungs­ elektroden abgegeben, die mit dem Herz des Patienten ge­ koppelt sind, oder über eine Torschaltung 20 an einen internen Belastungswiderstand 18. Wie in der vorstehend angegebenen Patentanmeldung angegeben ist, bestehen die Torschaltun­ gen 16 und 20 aus gesteuerten Siliziumgleichrichtern und sprechen auf ein Auslösesignal TRIG an, das von einer Zeitgeber- und Steuerschaltung 22 kommt. Durch ein von dem Zustands-Flipflop 14 an seinen Ausgang Q angelegtes Ausgangssignal wird das UND-Glied 24 veranlaßt, das Auslösesignal TRIG direkt an den Steuereingang der Torschaltung 20 weiter­ zuleiten, so daß diese den energiereichen Defibrillations­ impuls an den Belastungswiderstand 18 abgibt. Durch ein von dem Zustands-Flipflop 14 an dessen Ausgang angelegtes Ausgangssignal dagegen wird das UND-Glied 26 veranlaßt, das Auslösesignal TRIG direkt an den Steuereingang der Torschal­ tung 16 weiterzuleiten, die dann die energiereichen Defibrilla­ tionsimpulse an die mit dem Herzen des Patienten gekoppelten Elektroden weiterleitet. Diese Vorgänge sind in der DE-OS 33 14 488 erläutert. Die vorstehend angegebene Defibrillatorschaltung ist ein Beispiel eines Behandlungs­ gerätes, in dem die Prüf- und Warneinrichtung gemäß der Er­ findung verwendet werden kann.

In der Batteriezustands-, Prüf und Warneinrich­ tung erzeugt die Zeitgeber- und Steuerschaltung 22 ein Signal INVST, mit dem gleichzeitig sowohl die Hochspannungs-, Inverter- und Steuerschaltung 10 als auch ein rücksetzbarer Viermonate-Zeitschalter 30 aktiviert werden. Das Signal INVST wird erzeugt, wenn eine tatsächliche Fibrillation des Herzens erfaßt worden ist oder beim Auftreten eines Prüfzu­ standes, beispielsweise der in der vorgenannten Patentan­ meldung beschriebenen Magnetprüfung. Aufgrund der Aktivie­ rung der Inverterschaltung 10 gibt die Batterie 32 eine bestimmte Energiemenge ab. Eine Batterie 32 hat eine vorher bestimmbare Stromstärke-Spannungs-Charakteristik (I-U- Charakteristik), und zwischen einem Punkt der I-U-Kennlinie und dem Ladezustand der Batterie 32, d. h. ihrer restlichen Lebensdauer, besteht eine entsprechende Beziehung. Daher kann man die restliche Lebensdauer der Batterie 32 annähernd be­ stimmen, indem man bei arbeitendem Inverter in der Schaltung 10 die Spannung der stromabgebenden Batterie mißt. Wenn während des Betriebes der Schaltung 10 die Spannung der Batterie 32 unter einem vorherbestimmten Mindestpegel liegt, besteht die Gefahr des Ausfalls der Batterie. Zum Messen der Batteriespannung während dieses Betriebszustandes des Gerätes wird in einem Vergleicher 34 die Ausgangsspannung der Batterie mit dem Bezugspegel V _REF verglichen. Wenn die Spannung V unter den Pgel V _REF fällt, erzeugt der Ver­ gleicher 34 ein Ausgangssignal SET, das einen Signalspeicher 36 setzt. Infolgedessen wird ein Tonfrequenz-Oszillator 38 aktiviert. Dieser speist einen piezoelektrischen Kristall 40, der bewirkt, daß die Prüf- und Warneinrichtung ein akustisches Warnsignal abgibt, das der Patient hören kann und das ihm mitteilt, daß die Gefahr eines Batterieaus­ falls besteht.

Wenn die Zeitgeber- und Steuerschaltung 22 nicht aufgrund der Erfassung einer tatsächlichen Fibrilla­ tion des Herzens angesteuert wird, läuft der Viermonate-Zeit­ schalter 30 automatisch bis zum Ende seiner Laufzeit und erzeugt er dann ein Signal ST zum Aktivieren der Hoch­ spannungs-Inverter- und Steuerschaltung 10. Das Signal ST wird auch an die Zeitgeber- und Steuerschaltung 22 ange­ legt, die aufgrund dieses Signals das Zustands-Flipflop 14 umtastet, so daß das UND-Gatter 24 steuerungsfähig wird. Während des Aufladens des Hochspannungskondensators 11 wird die Schaltungsanordnung daher in einen Zustand gebracht, in dem bei der Abgabe des nächsten Auslösesignals TRIG durch die Zeitgeber- und Steuerschaltung 22 der energiereiche Defibrillationsimpuls an den Belastungswiderstand 18 ange­ legt wird. Während des Betriebes des Hochspannungsinverters in der Schaltung 10 vergleicht der Vergleicher 34 wieder die Spannung V mit dem Bezugspegel V _REF . Wenn V unter V _REF fällt, wird in der vorstehend erläuterten Weise der akusti­ sche Warnsignalgeber aktiviert.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens kann der Fachmann verschiedene Änderungen vornehmen. Beispielsweise kann der Kristall 40 ein akustisches Dauersignal abgeben oder ein- und wiederausgeschaltet werden. Ferner kann der Kristall akustische Signale von kurzer Dauer, beispielsweise von 30 sek, in Intervallen von beispielsweise einer Stunde abgeben. Alle derartigen Ausführungsformen und Modifikationen sind im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich.

Claims (3)

1. Batteriezustands-, Prüf- und Warneinrichtung für ein batteriebetriebenes medizinisches Implantat, insbesondere für einen Defibrillator,
mit einem rücksetzbaren Zeitschalter, der nach Ablauf eines vorherbestimmten Zeitraumes eine Prüfung der Batteriespannung an einem Belastungswiderstand vornimmt,
mit einer Warneinrichtung, die ein Warnsignal erzeugt, falls die Batteriespannung unter einer Bezugsspannung liegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das batteriebetriebene medizinische Implantat nur bei Bedarf aufgrund des Eintretens eines medizinischen Zustan­ des auf Veranlassung einer Steuerschaltung (22, 14, 26, 16, 24, 20) eine Behandlung durchführt, wobei die Steuer­ schaltung (22) gleichzeitig eine Prüfung der Batterie­ spannung (V) veranlaßt,
daß die Steuerung (22) sowohl nach einer Behandlung als auch nach einer Prüfung der Batteriespannung (V) nach Ablauf der vorherbestimmten Zeitdauer am Belastungswider­ stand (18) den Zeitschalter (30) zurücksetzt
und daß die Steuerschaltung (22, 14, 26, 16, 24, 20) be­ wirkt, daß bei einer Auslösung der Batterieprüfung durch den Zeitschalter (30) die Belastung statt an dem medizini­ schen Implantat an dem Belastungswiderstand (18) erfolgt.

2. Batteriezustands-, Prüf- und Warneinrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Warneinrichtung einen Tonfrequenz-Oszillator (38) und einen piezoelektri­ schen Kristall (40) zum Erzeugen von akustischen Signalen umfaßt.

3. Batteriezustands-, Prüf- und Warneinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Vergleicher (34) zum Vergleichen der Batteriespannung mit einer Bezugs­ spannung und einen Signalspeicher (36) zum Aktivieren des Tonfrequenz-Oszillators (38) und damit des piezoelektrischen Kristalls (40) aufgrund des Ausgangssignals des Vergleichers (34), wobei der Signalspeicher (36) beim Auftreten des Warnsignals und nach einer Prüfung der Batteriespannung (V) zurückgesetzt wird.