DE3709022C2 - - Google Patents
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- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
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- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/362—Heart stimulators
- A61N1/365—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential
- A61N1/36514—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure
- A61N1/3655—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure controlled by body or blood temperature
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen frequenzvariablen
Herzschrittmacher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
Ein derartiger Herzschrittmacher mit zwei Einzelsensoren
ist von H. Heuer et al in Herzschrittmacher 6, 1986, Nr.
2, Seiten 64 bis 67 beschrieben. Der eine Sensor ist
ein Temperatursensor, der die von einer Belastung des
Herzschrittmacherträgers etwa proportional abhängige
zentralvenöse Bluttemperatur mißt, während der andere
Sensor ein Aktivitätssensor mit einem piezoelektrischen
Element ist, mit dem die Bewegungsaktivität des Herzschrittmacherträgers
bestimmt wird. Die Signale der beiden Sensoren
werden mit Hilfe eines Algorithmus miteinander verknüpft,
wobei diesem Algorithmus die Erkenntnis zugrundeliegt,
daß die zentralvenöse Bluttemperatur bei geringer Belastung
kein spezifischer Parameter ist. So sinkt die zentralvenöse
Bluttemperatur sogar zu Beginn einer Belastung und steigt
erst nach einer Verzögerung an, so daß in dieser Zeitspanne
eine etwa proportionale Steuerung der Stimulationsfrequenz
mit Hilfe der Temperatur nicht möglich ist. Daher wird
bei dem bekannten Zweisensor-Schrittmacher bei einer
Belastung die Stimulationsfrequenz zunächst über die
gemessene Aktivität gesteuert. Erst wenn tatsächlich
eine länger dauernde Belastung vorliegt, wird die Stimulationsfrequenz
anhand der zentralvenösen Bluttemperatur
gesteuert, und zwar sobald die daraus errechnete Stimulationsfrequenz
die aus der Aktivität bestimmte Frequenz
übersteigt.
Bei einem solchen Schrittmacher ist es demnach notwendig,
die Signale des Aktivitätssensors ähnlich auszuwerten,
wie dieses mit den Signalen des Temperatursensors erfolgt.
Dies setzt eine aufwendige Meß- und Kontrollschaltung
voraus.
Die Bestimmung der Bewegungsaktivität in dem diskutierten
Zweisensor-Herzschrittmacher erfolgt z. B. mit Hilfe eines
Sensors und einer Auswerteschaltung, wie diese in der
US-PS 44 28 378 beschrieben sind. In dem implantierten
Herzschrittmachergehäuse ist hierbei ein piezoelektrischer
Sensor eingebaut, der die auf diesen wirkenden Kräfte
bestimmt und nach Filtern und Verstärken in ein der integrierten
Aktivität proportionales Signal umwandelt. Die
Amplitude dieses Signals ist ein Maß für die Aktivität
und wird zur Berechnung der Stimulationsfrequenz herangezogen.
Aus der DE-PS 34 19 493 des Anmelders ist ein Herzschrittmacher
bekannt, bei dem die Stimulationsfrequenz anhand
der mit der Belastung des Herzschrittmacherträgers im
wesentlichen korrelierenden zentralvenösen Bluttemperatur
anhand eines Kennlinienfeldes bestimmt wird, mit dem
die Stimulationsfrequenz mit der Bluttemperatur verkoppelt
wird. Dieses Kennlinienfeld weist eine Ruhekennlinie
und eine Belastungskennlinienschar auf, wobei die Belastungskennlinien
von einem jeweiligen Arbeitspunkt
auf der Ruhekennlinie entspringen und eine signifikant
höhere Steigung hinsichtlich Frequenzänderung zur Temperaturänderung
aufweisen als die Ruhekennlinie. Von
der Ruhekennlinie wird auf eine der Belastungskennlinien
umgeschaltet, sobald der Temperaturanstieg pro Zeiteinheit
einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Ein
derartiger Herzschrittmacher wurde zwischenzeitlich entwickelt
und hergestellt und befindet sich in weltweit
klinischer Erprobung. Dabei zeigt sich, daß die Auftrennung
in zwei unterschiedliche Kennlinienarten entscheidende
Vorteile gegenüber Lösungen zeigt, die lediglich eine
mathematische Beziehung zwischen Temperaturänderung und
Herzfrequenzänderung angeben, wie dieses etwa bei einem
Herzschrittmacher gemäß der US-PS 44 36 092 erfolgt.
Sogar der initiale Temperaturabfall zu Beginn einer Belastung
wird bei dem Herzschrittmacher gemäß der DE-
PS 34 19 439 sozusagen "abgepuffert", da während dieses
Temperaturabfalles die Stimulationsfrequenz lediglich
anhand der sehr flachen Ruhekennlinie erfolgt, demnach
wesentlich geringer abfällt als die Bluttemperatur.
Das Messen, Speichern und elektronische Auswerten der
zentralvenösen Bluttemperatur bei dem bekannten Herzschrittmacher
kann darüber hinaus dazu dienen, die Effektivität
eines Herzschrittmachers zu kontrollieren, der
als Steuerparameter nicht die zentralvenöse Bluttemperatur
benutzt, sondern einen anderen physiologischen
Parameter, wie zentralvenöse Sauerstoffsättigung, Atmungsfrequenz
und dergleichen. Auch bei einem derartigen
Zweisensor-Herzschrittmacher werden demnach die Signale
beider Sensoren ausgewertet und für die Steuerung der
Stimulationsfrequenz verwendet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zweisensor-Herzschrittmacher
anzugeben, der bei einer einfachen
Konstruktion und einfachen Auswertungsschaltung
trotzdem eine Stimulationsfrequenz liefert, die der Herzfrequenz
eines gesunden Menschen bei einer Belastungsänderung
entspricht.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
Bei diesem Zweisensor-Herzschrittmacher werden somit
die Signale des Aktivitätssensors lediglich zur Herleitung
eines Umschaltkriteriums bewertet und brauchen dementsprechend
nicht hinsichtlich der Berechnung einer
Stimulationsfrequenz ausgewertet zu werden. Dies erfolgt
lediglich mit den Signalen, die aufgrund der Messung
der zentralvenösen Bluttemperatur erhalten werden. Der
Aktivitätssensor, der lediglich das Umschaltkriterium
liefert, kann ein einfach konstruierter Bewegungssensor
sein, vorzugsweise ein Quecksilberschalter, bei dem ein
Quecksilberkügelchen in Abhängigkeit der Bewegung des
Herzschrittmacherträgers mehr oder minder häufig eine
elektrische Verbindung zwischen Kontakten schließt oder
öffnet. Ab einer bestimmten Anzahl von Schließ- oder
Öffnungsvorgängen pro Zeiteinheit wird dann die Stimulationsfrequenz
auf einen höheren Wert angehoben. Durch
die Vorgabe von Zeitspannen durch Zeitgeber kann anschließend
ermittelt werden, ob die Belastung kurz- oder
langfristig ist. Im ersteren Falle wird die Stimulationsfrequenz
dann wieder in Richtung auf die Ruhekennlinie
abgesenkt, im zweiten Falle wird die Stimulationsfrequenz
anhand der gemessenen zentralvenösen Bluttemperatur
gesteuert.
Mit einem Herzschrittmacher gemäß der Erfindung ist es
möglich, aus gleichen absoluten Bluttemperaturwerten
auf durchaus unterschiedliche Stoffwechselbedingungen
rückzuschließen und daraus entsprechend unterschiedliche
Stimulationsfrequenzen zu errechnen. Länger anhaltende
konstante Temperaturerhöhungen werden über die
Bewertung der Signale des Aktivitätssensors ebenfalls
korrekt einem körperlichen Aktivitätszustand oder einem
körperlichen Ruhezustand mit erhöhtem Grundstoffwechsel,
z. B. bei Fieber, zugeordnet. Auch wenn der Aktivitätssensor
auf Erschütterungen anspricht, die keiner tatsächlichen
Belastung des Herzschrittmacherträgers entsprechen,
so z. B. auf Erschütterungen beim Fahren mit
dem Auto oder mit der Straßenbahn, wird zwar die Stimulationsfrequenz
zunächst angehoben, jedoch ist diese
Anhebung zeitlich limitiert durch die Bewertung mit Hilfe
der Temperatursignale. Eine für die kurze Zeit fälschlicherweise
angehobene Stimulationsfrequenz wird vom menschlichen
Körper ohne Schädigung toleriert.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unter
ansprüchen hervor.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand
der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Herzschrittmachers gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines in dem Herzschrittmacher
verwendeten Bewegungssensors;
Fig. 3a ein Kennliniendiagramm des Herzschrittmachers
mit einem Betriebszyklus während einer Belastung
des Herzschrittmacherträgers;
Fig. 3b einen Ausschnitt des Kennliniendiagramms bei
Vorliegen einer Scheinbelastung und
Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Darstellung der Funktion
des Herzschrittmachers.
Ein Herzschrittmacher 1 weist eine Herzsonde 2 mit einer
Stimulationselektrode 3 und einem Temperaturfühler 4 auf,
der innerhalb der Herzsonde in einem Abstand von ca. 4 bis
8 Zentimeter hinter der vorderen Spitze der Elektrode ange
ordnet ist. Die Elektrode wird in den Vorhof oder die Herz
kammer eines Herzens 5 implantiert. Die Herzsonde 2 ist
über einen Stecker 6 mit einem Schrittmachergehäuse 7 ver
bunden, in dem eine Batterie 8, ein Impulsgenerator 9 zur
Erzeugung der Stimulationsimpulse für die Elektrode 3, eine
Auswerteschaltung 10, ein Speicher 11, eine Logikschaltung
12 sowie ein Bewegungssensor 13 mit zwei Zeitgliedern bzw.
Timern 14 und 15 enthalten sind.
Der Temperaturfühler 4 mißt, gesteuert von der Logikschal
tung 12, die zentralvenöse Bluttemperatur im Abstand von
Sekunden oder Sekundenbruchteilen. Die Temperaturwerte wer
den der Auswerteschaltung 10 zugeführt und in den Speicher
11 eingeschrieben. Aus diesen Werten und aus Werten des Be
wegungssensors 13 errechnet die Logikschaltung 12 die Sti
mulations- bzw. Herzfrequenz und steuert dementsprechend
den Impulsgenerator 9 für die Elektrode 3 an.
Die Steuerung der Herzfrequenz durch die Logikschaltung 12
erfolgt anhand des in Fig. 3a dargestellten Kennliniendia
gramms, in dem auf der Ordinate die Herzfrequenz in Schlä
gen pro Minute und auf der Abszisse die Temperatur des zen
tralvenösen Blutes in Grad Celsius angegeben sind. Eine im
wesentlichen gerade Basis- oder Ruhekennlinie K 2 mit
relativ geringer Steigung stellt eine absolute Beziehung
zwischen Bluttemperatur und Herzfrequenz her. Je nach
Patienten variiert die Steigung zwischen 10 und 20
Herzschlägen pro Minute und Grad Celsius. Dieser Ruhekenn
linie ist eine Kennlinienschar aus ebenfalls linearen
Belastungskennlinien K 1 überlagert, die jeweils von einem
Arbeitspunkt auf der Ruhekennlinie K 2 ausgehen und eine
signifikant höhere Steigung, in diesem Falle von 80
Schlägen pro Minute und Grad
Celsius aufweisen. In der Fig. 3a sind mehrere Belastungs
kennlinien angegeben für mehrere Temperaturen, wobei die
Temperaturwerte in Klammern dargestellt sind. Die Punkte,
von denen diese Belastungskennlinien K 1 von der
Ruhekennlinie ausgehen, entsprechen den in Klammern
hinzugefügten Temperaturwerten. Die Kennlinien können, wie
für die Kennlinien K 1 (38) und K 1 (39) dargestellt, im
oberen Bereich gekrümmt verlaufen.
Zusätzlich ist noch eine Sprungkennlinie K 3 vorgesehen,
die dem Bewegungssensor 13 zugeordnet ist und die im wesent
lichen parallel zu der Ruhekennlinie K 2 in einem Abstand
von in diesem Falle 20 Schlägen pro Minute verläuft. Die
ser Abstand ist auf die Konstitution eines jeden
Herzschrittmacherträgers einstellbar, ebenso wie die Stei
gung und der Verlauf der Ruhekennlinie K 2 und der
Belastungskennlinien K 1.
Der Bewegungssensor 13 ist schematisch in der Fig. 2
dargestellt. Der Bewegungssensor weist ein Gehäuse
21 auf. In dem Gehäuse 21 ist eine in diesem Falle
röhrenförmige Laufbahn 22 für eine Quecksilberkugel 23
vorgesehen. An einer Seite dieser Laufbahn ragen in das
Innere Kontaktstifte 24 und 25. Die Kontaktstifte 24, 25
münden in äußeren Anschlüssen 26, 27, die mit einem Zähler
und Schwellwertschalter 28 verbunden sind. Ein Ausgang 29
des Schwellwertschalters ist mit den beiden Timern 14 und
15 sowie mit der Logikschaltung 12 verbunden.
Je nach körperlicher Aktivität eines Herzschrittmacherträ
gers wird sich die Kugel 23 mehr oder minder häufig längs
der Laufbahn 22 bewegen. Die Kontaktstifte 24 und 25 sind
hierbei so ausgebildet, daß bei einer Bewegung der Kugel
die sich gegenüberstehenden Kontaktstifte durch diese Kugel
intermittierend elektrisch leitend miteinander verbunden
werden. Diese Stellung der Kugel ist in Fig. 2 gezeigt.
Rollt die Kugel aus dieser Stellung, so wird die Verbindung
zwischen den Kontaktzungen aufgehoben (gestrichelt darge
stellt). Die Anzahl der Öffnungs- und Schließvorgänge pro
Zeiteinheit wird in dem Zähler 28 erfaßt. Überschreitet
diese Anzahl pro Zeiteinheit einen vorgegebenen Schwellen
wert, so wird dadurch Aktivität und somit eine Belastung
gekennzeichnet. Der angegebene Schwellenwert ist je nach
der Konstitution des Herzschrittmacherträgers und der
individuellen Lage des Herzschrittmachers im Patienten frei
wählbar und kann gegebenenfalls auch bei implantiertem
Herzschrittmachergehäuse 7 von außen verändert werden. Die
Steuerung der Herzfrequenz erfolgt in der Regel mit der
Temperatur als Führungsgröße, wobei der Bewegungssensor 13
ein Umschaltkriterium für die Belastung liefert und zu
Beginn der Belastung kurzzeitig die Führungsgröße für die
Herzfrequenz bestimmt.
Zunächst sei angenommen, daß sich der Herzschrittmacher in
Ruhe befindet. Die Kugel 23 in dem Bewegungssensor wird
sich nicht oder nur wenig bewegen, so daß kaum oder nur
wenige Öffnungs- und Schließvorgänge an den Kontaktstiften
24, 25 auftreten. Der in dem Zähler und Schwellwertschalter
28 vorgegebene Schwellwert wird nicht überschritten. Die
Steuerung der Herzfrequenz erfolgt dann anhand der Ruhe
kennlinie K 2 in Abhängigkeit der zentralvenösen Bluttempe
ratur.
Tritt eine Belastung für den Herzschrittmacherträger auf,
so wird die Kugel 23 entsprechend bewegt und verursacht bei
ihrer Bewegung längs der Laufbahn 22 dementsprechend
häufigere Öffnungs- und Schließvorgänge zwischen den
Kontaktstiften 24 und 25. Wird der vorgegebene Schwellwert
überschritten, so erscheint am Ausgang 29 des Zählers und
Schwellwertschalters 28 ein Steuersignal. Dieses Steuersig
nal wird als Umschaltkriterium für die Steuerung der
Herzfrequenz nach einer anderen Kennlinie verwendet, wie
anhand der Fig. 3 erklärt:
Das erwähnte Umschaltkriterium tritt zum in Fig. 3a mit 1
bezeichneten Zeitpunkt auf. Die Steuerung des Herzschritt
machers wird in diesem Moment von der Ruhekennlinie K 2 auf
die Sprungkennlinie K 3 geschaltet (Punkt 2), d. h. die Herz
frequenz wird um z. B. 20 Schläge angehoben. Die weitere
Steuerung erfolgt in Abhängigkeit der Temperatur auf der
Sprungkennlinie K 3 oder die Herzfrequenz verbleibt trotz
eines Temperaturabfalls für eine gewisse Zeit auf der
durch den Punkt 2 gekennzeichneten Herzfrequenz.
Im Moment der Umschaltung von der Ruhekennlinie auf die
Sprungkennlinie werden auch die beiden Timer 14 und 15
gestartet, die z. B. eine Zeit von zwei Minuten bzw. fünf
bis zehn Minuten vorgeben. Bis jetzt hat sich die zen
tralvenöse Bluttemperatur praktisch noch nicht geändert.
Wie bekannt fällt anschließend nach Beginn einer echten Be
lastung die Bluttemperatur geringfügig ab und steigt erst
anschließend wieder an (sogenannter Dip). Dies entspricht
einem Verlauf über die Punkte 3 und 4 in Fig. 3a. Nach Ab
lauf des ersten Timers 14 im Punkt 4 wird auf eine
Belastungskennlinie K 1 umgeschaltet, die von dem in diesem
Zeitpunkt erreichten Punkt von der Sprungkennlinie
ausgeht. Dies sei angenommen die Belastungskennlinie K 1
36,9, die demnach von dem Temperaturwert 36,9°C von der Ruhe
kennlinie K 2 entspringt. Die zentralvenöse Bluttemperatur
liegt in dem angenommenen Fall im Punkt 4 bei 37,1°C. Die
angegebene "verzögerte" Umschaltung auf eine Belastungs
kennlinie hat den Sinn, den erwähnten Dip zu überspielen.
Würde man gleich im Punkt 2 auf eine Belastungskennlinie K 1
umschalten, so würde bei dem Temperaturabfall nach Beginn
der Belastung die Stimulationsfrequenz entlang einer
Belastungskennlinie K 1 überproportional abgesenkt und da
mit die gewünschte Anhebung auf die höhere Stimulationsfre
quenz, die man auch bei einem Gesunden beobachtet, zumin
dest teilweise wieder zunichte gemacht.
Die Herzfrequenz wird nach der Umschaltung auf die
Belastungskennlinie K 1 (36,9) entlang dieser Belastungs
kennlinie in Abhängigkeit der zentralvenösen Bluttempera
tur gesteuert, und zwar so lange, bis auch der zweite Timer
15 nach fünf oder zehn Minuten abgelaufen ist. Liegt eine
echte Belastung vor, so ist die Herzfrequenz längs der Be
lastungskennlinie K 1 (36,9) über den Punkt 5 z. B. bis zum
Punkt 6 angestiegen und hat jetzt einen Wert von etwa 110
Schlägen pro Minute. Nach Ablauf des zweiten Timers 15
wird die aktuelle Stimulationsfrequenz mit dem Wert zum
Punkt 4 verglichen, d. h. mit dem als Umschaltfrequenz be
zeichneten Wert, bei dem auf die Belastungskennlinie K 1
(36,9) umgeschaltet wurde. Ist die aktuelle Stimulations
frequenz größer als diese Umschaltfrequenz, so erfolgt die
Steuerung der Stimulationsfrequenz weiter entsprechend der
Belastungskennlinie K 1 (36,9) in Abhängigkeit der zentral
venösen Bluttemperatur.
Die bisherige Schilderung galt für eine echte Belastung
des Herzschrittmacherträgers. Nun gibt es aber auch Schein
belastungen, bei denen der Bewegungssensor anspricht, ohne
daß eine echte Belastung vorliegt. Dies kann z. B. dann vor
kommen, wenn der Herzschrittmacherträger in eine Straßen
bahn oder ein Auto einsteigt, wonach der Bewegungssensor
durch die auftretenden Bewegungen des Fahrzeuges
anspricht, ohne daß die Bluttemperatur merklich ansteigt.
Dies ist in Fig. 3b dargestellt. Beim Überschreiten des
Schwellenwertes des Bewegungssensors im Punkt 1′ springt
die Stimulationsfrequenz zum Punkt 2′ auf der Kennlinie 3.
Nach Ablauf des ersten Timers sei die Bluttemperatur
wiederum leicht abgesunken, bis der Punkt 3′ auf der Kenn
linie 3 erreicht ist, z. B. aufgrund der Tatsache, daß der
Herzschrittmacherträger sich in sitzender Position in der
Straßenbahn oder im Auto befindet. Gleichwohl wird jetzt
auf eine Belastungskennlinie K 1 umgeschaltet. Nach Ablauf
des zweiten Timers 15 sei die Bluttemperatur immer noch
auf einem Wert entsprechend dem Punkt 3′. Durch den ange
sprochenen Vergleich kann jetzt festgestellt werden, daß
keine echte Belastung vorliegt, da die aktuelle Stimula
tionsfrequenz mit der Umschaltfrequenz am Punkt 3′ gleich
ist. Ist diese Bedingung erfüllt, d. h. ist die aktuelle
Stimulationsfrequenz gleich oder kleiner bzw. nur geringfü
gig größer als die Umschaltfrequenz, dann wird die Stimula
tionsfrequenz wieder in Richtung auf die Ruhekennlinie K 2
zurückgeführt, was durch die Pfeile in Fig. 3b angedeutet
ist. Die Belastungskennlinie K 1 wird hierbei mitgezogen
und wird so zu einer parallelen Belastungskennlinie K 1′.
Die Stimulationsfrequenz wird bei diesem Übergang in Rich
tung auf die Ruhekennlinie K 2 entlang der Belastungskenn
linie K 1′ gesteuert, und zwar so lange ein Steuersignal vom
Bewegungssensor ausgeht.
Die angegebene Rückführung kann jedoch auch dann zum Tra
gen kommen, wenn bereits während des Ablaufs eines oder
beider Timer 14 und 15 der Schwellenwert des Bewegungssen
sors für eine definierte Zeit unterschritten wird. Dies
kann z. B. dann vorkommen, wenn sich der Herzschrittmacher
träger nur kurz bewegt. Anschließend fällt die Herzfrequenz
dann wieder ab. Auch in diesem Falle wird die Stimulations
frequenz in Richtung auf die Ruhekennlinie K 2 zurückge
steuert, wie zu Fig. 3b beschrieben.
Der zweite Timer 15 und der nach dessen Ablauf vorgenommene
Vergleich dient somit im wesentlichen dazu, länger
dauernde Fehltriggerungen des Herzschrittmachers zu vermei
den und den Herzschrittmacherträger vor unnötig hohen Sti
mulationsfrequenzen zu schützen. Die Beibehaltung der
Steuerung der Stimulationsfrequenz entsprechend den
Belastungskennlinien K 1 bzw. K 1′ während des Überschrei
tens des Schwellenwertes des Bewegungssensors ermöglicht
eine adäquate Frequenzrelation entsprechend einem Tempera
turanstieg - für das angegebene Beispiel - beim Gehen in
nerhalb oder beim Verlassen des Verkehrsmittels.
Der beschriebene Herzschrittmacher ermöglicht ein einfa
ches Erkennen einer Belastungssituation mit Hilfe des als
zusätzlicher Sensor dienenden Bewegungssensors. Das von
diesem gelieferte Umschaltkriterium erfolgt sehr rasch, so
daß der Beginn einer Belastung, der allein durch Bewertung
der zentralvenösen Bluttemperatur nicht so schnell erkannt
wird, sofort in eine adäquate Antwort der Stimulationsfre
quenz umgewandelt werden kann.
Im übrigen ist es nicht unbedingt notwendig, zwei Timer 14
und 15 zu verwenden. Vielmehr kann z. B. der erste Timer 14
nach Ablauf nochmals gestartet werden, so daß dieser jetzt
die Funktion des zweiten Timers übernimmt. Nach Ablauf des
erneut gestarteten ersten Timers wird dann der oben angege
bene Vergleich durchgeführt.
Anstelle des Bewegungssensors ist jeder andere Sensor
geeignet, der eine belastungsbedingte Änderung von physio
logischen Signalen rasch erfaßt. Hier ist z. B. an die
Messung der zentralvenösen Sauerstoffsättigung und des
Drucks im Herzen zu denken. Die beiden letzten und andere
Parameter werden z. B. mit Mikrochips gemessen, die eine
gleichzeitige Ermittlung der Temperatur als Steuerparameter
erlauben.
Claims (4)
1. Frequenzvariabler Herzschrittmacher mit einem Temperatursensor
zum Bestimmen der zentralvenösen Bluttemperatur
eines Herzschrittmacherträgers und einem auf körperliche
Belastung des Herzschrittmacherträgers schnell ansprechenden
Aktivitätssensor, mit einer Auswerteschaltung
zum Bestimmen einer Stimulationsfrequenz aus den
Ausgangssignalen der beiden Sensoren, die einer an die
kreislaufmäßigen Bedürfnisse des Herzschrittmacherträgers
angepaßten Herzfrequenz entspricht, ferner mit
einem von der Auswerteschaltung gesteuerten Impulsgenerator
zum Erzeugen von Stimulationsimpulsen mit der
Stimulationsfrequenz und mit einer mit dem Impulsgenerator
verbundenen Stimulationselektrode zum Stimulieren
der Herztätigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß aus den
Signalen des Temperatursensors (4) Stimulationsfrequenzen
aufgrund zweier, die Stimulationsfrequenz und die
Bluttemperatur verknüpfenden Kennlinienarten ermittelt
werden, nämlich einer Ruhekennlinie (K2) und einer Belastungskennlinienschar
(K1), wobei die Belastungskennlinien
(K1) von einem jeweiligen Arbeitspunkt auf der
Ruhekennlinie (K2) entspringen und eine signifikant
höhere Steigung hinsichtlich Frequenzänderung zu Temperaturänderung
aufweisen als die Ruhekennlinie (K2), daß
der Aktivitätssensor (13) mit einem Schwellwertschalter
(28) mit einem eine Belastung des Herzschrittmacherträgers
anzeigenden Schwellenwert verbunden ist, daß die
Auswerteschaltung (10, 11, 12) bei Unterschreiten des
Schwellenwertes aus den Signalen des Temperatursensors
(4) eine Stimulationsfrequenz anhand der Ruhekennlinie
(K2) bestimmt, daß der Aktivitätssensor (13) ferner mit
einem Zeitglied (14) verbunden ist, das nach einem Ruhezustand
des Herzschrittmacherträgers beim erstmaligen
Überschreiten des Schwellenwertes des Schwellwertschalters
(28) in die Auswerteschaltung (10, 11, 12) derart
eingreift, daß die Stimulationsfrequenz während der Aktivierung
des Zeitgliedes (14) sprungartig auf einen
höheren Wert (Umschaltfrequenz) angehoben und nach Ablauf
des Zeitgliedes anschließend anhand einer aus den
Signalen des Temperatursensors (4) abgeleiteten
Belastungskennlinie (K1) gesteuert wird, und daß eine
Logik (12) vorgesehen ist, die nach Ablauf einer weiteren
Zeitdauer (Zeitglied 15) die aktuelle Stimulationsfrequenz
mit der Umschaltfrequenz vergleicht und die
Stimulationsfrequenz anhand der momentanen Belastungskennlinie
(K1) steuert, wenn die aktuelle Stimulationsfrequenz
oberhalb der Umschaltfrequenz liegt, und
andernfalls die Stimulationsfrequenz in Richtung auf
die Ruhekennlinie (K2) zurückführt.
2. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß während der durch das erste Zeitglied (14)
vorgegebenen Zeitspanne die Steuerung der Stimulationsfrequenz
entlang einer zur Ruhekennlinie (K2)
parallelen, um den höheren Wert der Umschaltfrequenz
angehobenen Kennlinie (Sprungkennlinie K3) erfolgt.
3. Herzschrittmacher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Aktivitätssensor (13) ein
Gehäuse (21) mit einer röhrenförmigen Laufbahn (22) für eine Quecksilberkugel
(23) aufweist, daß an einer Seite der Laufbahn (22) in das Innere elektrische
Kontaktstifte (24, 25) ragen, die in bestimmten
Stellungen der Kugel (23) auf der Laufbahn (22) durch
die Kugel elektrisch miteinander verbunden werden, ansonsten
jedoch getrennt sind, daß die Kontaktstifte (24, 25) mit
einem den Schwellwertschalter enthaltenden Zähler
(28) verbunden sind, der die durch die Kugel (23)
pro Zeiteinheit hergestellten elektrischen Verbindungen
zwischen den Kontaktstiften (24, 25) zählt und bei
Erreichen eines Schwellwertes ein Signal an die Auswerteschaltung
(10, 11, 12) als Umschaltkriterium
für das Anheben der Stimulationsfrequenz abgibt.
4. Herzschrittmacher nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der den Schwellenwert als
Umschaltkriterium liefernde zusätzliche Sensor (13)
gleichzeitig die Temperatur miterfaßt.
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Publication Number | Publication Date |
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DE3709022A1 DE3709022A1 (de) | 1988-09-29 |
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1987
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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