DE3788876T2

DE3788876T2 - Herzschrittmacher mit programmierbarer Gestaltung.

Info

Publication number: DE3788876T2
Application number: DE19873788876
Authority: DE
Inventors: Sergiu Silvian
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Pacesetter AB
Priority date: 1987-09-24
Filing date: 1987-09-24
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2007-09-25
Also published as: EP0308536B1; EP0308536A1; EP0308536B2; DE3788876D1; DE3788876T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen implantierbaren Beschreibung Herzschrittmacher, der in der Lage ist, mindestens in einer Herzkammer zu stimulieren und abzufühlen. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung einen programmierbaren Doppelkammerherzschrittmacher, bei dem die Grundgestaltung des Herzschrittmachers, z. B. unipolar oder bipolar, geändert werden kann inklusive der Erdungsgestaltung und der Erdpotentiale, die im Herzschrittmacher verwendet werden, und genauer betrifft die vorliegende Erfindung einen implantierbaren Herzschrittmacher mit einem ersten Elektrodenanschluß, einem ersten Referenzelektrodenanschluß, einem zweiten Referenzelektrodenanschluß, einer Spannungsquelle mit einem positiven und einem negativen Spannungsanschluß, wobei der positive Spannungsanschluß ein Erdreferenzpotential definiert, einem Stimulationspotentialgenerator zum Erzeugen eines Stimulationspotentials, einem ersten Schalter zum Verbinden des ersten Elektrodenanschlusses über einen Koppelkondensator mit dem Stimulationspotential während einer Stimulationszeit, mit zweiten und dritten Schaltern zum wahlweisen Verbinden des ersten oder zweiten Referenzelektrodenanschlusses mit dem Erdreferenzpotential während der Stimulationszeit, mit Abfühlmitteln mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluß zum Abfühlen eines elektrischen Signals dazwischen, und mit Abfühlgestaltungsmitteln zum elektrischen Verbinden der Abfühlmittel mit zwei ausgewählten Elektrodenanschlüssen. Ein solcher Herzschrittmacher ist bereits durch die EP-A-114 679 bekannt.
Normalerweise benutzt ein Herzstimulator, allgemein als "Herzschrittmacher" oder "Schrittmacher" bekannt, eine oder zwei flexible Elektrodenleitungen, deren eines Ende mit dem Herzschrittmacher und deren anderes Ende mit Elektroden verbunden ist, die dicht am Herzen plaziert sind. Diese Elektrodenleitungen werden zum Anregen oder Stimulieren des Herzens verwendet. Diese Leitungen werden auch zum Abfühlen der Herzaktivität verwendet, wozu sie elektrische Signale vom Herzen aufgreifen.
Um korrekt stimulieren oder abfühlen zu können, muß der Herzschrittmacher in der Lage sein, Stimulierungsimpulse an das Herz abgeben zu können und elektrische Signale vom Herzen abzufühlen, und das erfordert eine elektrische Rückverbindung. Wenn in einer gegebenen Herzkammer eine unipolare Elektrodenleitung verwendet wird - die einen einzigen Leiter enthält - besteht die Rückverbindung aus dem leitenden Körpergewebe und Flüssigkeiten. Die Rückverbindung ist dadurch mit dem Herzschrittmacher verbunden, indem der Referenz- oder Erdanschluß des Herzschrittmachers mit der Metallhülle des Herzschrittmachers, typischerweise als "Herzschrittmacherkapsel" bezeichnet, verbunden wird. Die Kapsel wiederum steht in Verbindung mit Körpergewebe und/oder Flüssigkeiten.
Eine alternative Lösung zur Verwendung einer unipolaren Elektrodenleitung in einer Herzkammer ist die Verwendung einer doppelten Elektrodenleitung/Elektrode in der Herzkammer, bekannt als bipolare Elektrodenleitung. In einer bipolaren Elektrodenleitung ist ein zweiter Leiter entlang der Leitung über einen ersten Leiter und isoliert von diesem wendelförmig gewickelt. Am distalen Ende der Elektrodenleitung ist einer der Leiter mit einer ersten Elektrode, die als "Elektrodenkopf" bezeichnet wird, und der zweite Leiter mit einer zweiten Elektrode, die als "Ringelektrode" bezeichnet wird, verbunden. Die Ringelektrode ist normalerweise 10 bis 20 mm von dem Elektrodenkopf entfernt angeordnet. Der Elektrodenkopf ist typischerweise in Kontakt mit Herzgewebe angeordnet, während die Ringelektrode in Kontakt mit dem Blut steht. Da sowohl das Körpergewebe als auch das Blut leitend sind, dient die Ringelektrode der bipolaren Elektrodenleitung in Kontakt mit den Körperflüssigkeiten als elektrische Rückverbindung sowohl für das Stimulieren als auch für das Abfühlen.
Wie angedeutet ist das Stimulieren oder Abfühlen, bei dem die Kapsel oder Hülle des Herzschrittmachers als Teil der elektrischen Rückleitung verwendet wird, als unipolares Stimulieren oder Abfühlen bekannt. Stimulieren oder Abfühlen, bei dem die Ringelektrode und die damit verbundene Leitung als elektrische Rückleitung verwendet werden, ist als bipolares Stimulieren oder Abfühlen bekannt.
Eine Anzahl von Faktoren müssen berücksichtigt werden, wenn entschieden wird, ob unipolares oder bipolares Stimulieren oder Abfühlen verwendet werden sollte. Bipolares Stimulieren hat generell den Vorteil, weniger Energie zu erfordern als unipolares Stimulieren. Weiterhin ist bipolares Abfühlen weniger anfällig für Nebensprechen als unipolares Abfühlen. (Nebensprechen bedeutet für den Zweck dieser Anmeldung, daß der Herzschrittmacher irrtümlich Herzaktivitäten in einer Kammer abfühlt, unmittelbar nachdem in der anderen Kammer stimuliert wurde). Bipolares Abfühlen reduziert Nebensprechen, das von unipolarem oder bipolarem Stimulieren in der anderen Kammer herstammt.
Unipolares Stimulieren und Abfühlen bietet im allgemeinen den Vorteil einer einfacheren Schaltung im Herzschrittmacher und einen kleineren Durchmesser der Elektrodenleitung. Außerdem bevorzugen einige Ärzte das unipolare Stimulieren und/oder Abfühlen vor dem bipolaren als Funktion anderer Implantation und Herzkonditionen. Üblicherweise hat der Herzschrittmacher eine fabrikeingestellte Konfiguration, aber in den letzten fünf Jahren sind einige Herzschrittmacher mit programmierbarer Gestaltung erschienen.
Zusätzlich zu den konventionellen unipolaren und bipolaren Abfühlkonfigurationen hat eine neue Abfühlkonfiguration das Potential, die Wahrscheinlichkeit des Nebensprechens noch weiter zu reduzieren. Diese neue Konfiguration verwendet unipolares Stimulieren in beiden Kanälen und fühlt zwischen der Ringelektrode und der Kapsel ab. Siehe US-A-4 686 988. Mit dieser neuen Konfiguration ist nicht nur das Nebensprechen kleiner, sondern man kann unmittelbar nach der Stimulierung das Einfangen bestimmen (Einfangen ist definiert als eine Herzkontraktion als Ergebnis eines vom Herzschrittmacher gelieferten Stimulierungsimpulses).
Mit steigender Anzahl von Gestaltungsoptionen und deren Kombinationsmöglichkeiten, insbesondere hinsichtlich von Doppelkammerherzschrittmachern (solche, die entwickelt sind, um in beiden Kammern des Herzens zu stimulieren und/oder abzufühlen) ist es deutlich, daß die Stimulierungs- und Abfühlprogrammierbarkeit sehr wichtig ist. Da jedoch ein Herzschrittmacher eine Niedrigspannungsvorrichtung mit geringem Leistungsverbrauch ist, ist die Implementierung einer notwendigen Umschaltschaltung, um die verschiedenen Stimulierungs- und Abfühlgestaltungen realisieren zu können, sehr schwierig. Zur Illustration, um eine Vorrichtung mit sehr niedrigem Leistungsverbrauch zu haben, verwenden Herzschrittmacher integrierte Schaltungen mit digitalen CMOS Schaltungen und analogen MOS Schaltern und Verstärkern. Weiterhin diktieren die Anforderungen nach niedriger Spannung, Leistung der Polarität die Verwendung eines P- Quellen CMOS Prozesses. (Ein Herzschrittmacher ist typischerweise ein System mit positiver Masse ebenso wie, daß negative Stimulierungsimpulse erzeugt werden müssen). Eine Schwierigkeit mit diesem CMOS Prozeß und den resultierenden CMOS Strömen besteht darin, daß kein Eingang, Ausgang oder die Drain oder Source irgendeines internen Transistors über VDD oder unter VSS gehen kann, wobei VDD die positive Versorgungsspannung und VSS die negative Versorgungsspannung ist. (In einer Einzelbatteriekonfiguration wird VDD üblicherweise von dem positiven und VSS üblicherweise von dem negativen Batterieanschluß erhalten). Da die Batterie des Herzschrittmachers typischerweise eine einfache 2.8 Volt(V) Lithiumzelle ist, deren Spannung während der Lebensdauer auf einen so niedrigen Wert wie 2.0 V abnehmen kann, macht es diese Begrenzung extrem schwer, eine Herzschrittmacherschaltung zu entwerfen, die einwandfrei in allen Ausgangs- (Stimulierungs) und Abfühlkonfigurationen arbeitet.
In einer typischen Konstruktion ist die elektrische Masse- oder Erdreferenz des Herzschrittmachers mit dem positiven Anschluß der Batterie verbunden. Ihrerseits ist diese Erdreferenz mit dem CMOS IC Substrat verbunden. Der negative Anschluß der Batterie, der für eine typische Konstruktion - 2.8 V ist, stellt damit die Versorgungsspannung VSS der Herzschrittmacherschaltung zur Verfügung. Da oft Stimulierungsamplituden größer als 2.8 V erforderlich sind, wird eine Ladungspumpe in Verbindung mit einem Speicherkondensator für jeden Kanal des Herzschrittmachers verwendet, um diese größeren Spannungen zu erzeugen. Solche Ladungspumpen oder Äquivalente dazu können verwendet werden, um andere größere Spannungen zu erzeugen, die für Schaltungen mit einer Scheitelspannung größer als -2.8 V benötigt werden.
Obwohl Ladungspumpenschaltungen benutzt werden können, um die benötigten Spannungen größer als die von der Batterie verfügbaren zu erzeugen, existiert nach wie vor das Hauptproblem für Scheitel mit Spannungen, die über VDD oder Erde gehen. Ein Beispiel soll demonstrieren, wie solche Spannungen auftreten. Ein Herzschrittmacher liefert einen Stimulierungsstromimpuls, indem der Elektrodenkopf über einen Koppelkondensator mit dem negativen Anschluß eines Speicherkondensators verbunden wird, wobei der positive Anschluß dieses Kondensators geerdet ist. Die Spannung, die in diesem Speicherkondensator gespeichert ist, ist vorher durch die Ladungspumpenschaltung auf die gewünschte Größe "hochgepumpt" worden. Ein Koppelkondensator ist notwendig, um zu verhindern, daß Gleichstrom durch die Grenzschicht Elektrode-Körper fließt. Die Rückleitung für den Stimulationsimpuls wird durch Erden der Kapsel oder der Ringelektrode für entweder unipolares oder bipolares Stimulieren erhalten. Nach Abgabe des Impulses verbleibt der Koppelkondensator auf seiner Elektrodenkopfseite(distale Seite) mit einer positiven Ladung aufgeladen. Die Herzschrittmacherseite des Koppelkondensators (proximale Seite) würde ebenfalls eine verbleibende Ladung haben, aber diese Ladung wird dadurch entfernt, indem sie über einen Entladungswiderstand (oder Schalter) geerdet wird. Wenn es nach dem Stimulieren erwünscht ist, bipolar zwischen dem Elektrodenkopf und dem Ring abzufühlen, müssen Schaltmittel benutzt werden, um die zwei Eingänge eines Differentialverstärkers mit dem Elektrodenkopf und dem Ring zu verbinden. Jedoch verbleibt das Potential des Elektrodenkopfes über dem Erdpotential und das Potential des Ringes, der nahe dem Elektrodenkopf liegt, hat ein Potential irgendwo zwischen dem Erdpotential und dem Potential des Elektrodenkopfes, aber bestimmt über dem Erdpotential. Wie erwähnt, kann kein Halbleiterschalter des Typs, wie er in Herzschrittmachern verwendet wird (z. B. CMOS Schalter), über Erdpotential gehen. Daher besteht ein Problem, wie die positiven (über Erde) Potentiale des Elektrodenkopfes und der Ringelektrode schaltbar mit dem Abfühlverstärker verbunden werden können. Eine mögliche Lösung dieses Problems besteht darin, den Abfühlverstärker mit der proximalen (negativen) Seite des Koppelkondensators zu verbinden, die wegen des Entladestromes durch den Entladewiderstand oder durch den Schalter ein Potential niedriger als Erde aufweist. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die Neigung der Entladungsspannung des Kondensators an den Abfühlverstärker angelegt wird. Zusätzlich müßte die Ringelektrode über einen weiteren Koppelkondensator angeschlossen werden, um ihr Spannungspotential oberhalb VDD (Erde) zu eliminieren. Das Erfordernis einer zusätzlichen diskreten Komponente wie z. B. eines Kondensators ist sehr unerwünscht.
Eine weitere mögliche Lösung dieses Schaltproblems würde darin bestehen, daß die Erde des Systems von VDD verschieden ist, z. B. in der Mitte zwischen VDD und VSS liegt. Das würde jedoch eine Spannungsquelle mit Mittenanzapfung erfordern, um das Mittenpotential zu erzeugen, die durch einen Niedrigausgangsimpedanzpuffer gepuffert ist, um die hohen Stromanforderungen für das Stimulieren beizubehalten. Alternativ könnte die Erde des Systems an -2.8 V angeschlossen werden, das negative Batteriepotential. Das würde jedoch mindestens eine weitere Stufe der Ladungspumpe erfordern, um die negative Spannung zu erzeugen, die für die Stimulierung nötig ist. Das Hinzufügen einer derartigen zusätzlichen Schaltung ist unerwünscht, da es die Größe und den Leistungsverbrauch des Herzschrittmachers erhöhen würde ebenso wie es die Zuverlässigkeit vermindern würde.

Zusammenfassung der Erfindung

Die oben genannten und andere Probleme werden gemäß der Erfindung mit einem derartigen Herzschrittmacher gelöst, wie er in der Einleitung definiert ist und mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1, so wird ein ansonsten konventioneller Herzschrittmacher durch Verbinden der Herzschrittmacherkapsel oder der Masse während der Stimulierung (wenn die Stromanforderungen groß sind) mit dem positiven Batteriepotential VDD und durch Verbinden der Herzschrittmacherkapsel oder der Masse während des Abfühlens (wenn die Stromanforderungen niedrig sind) mit -0.5 Volt. Weiterhin ist in einer Ausführung ein schnelles Entladungsmittel vorgesehen, um die proximale Seite des Koppelkondensators, über den der Stimulierungsimpuls an den Elektrodenkopf abgegeben wird, schnell zu entladen. Diese schnelle Entladungsschaltung verbindet die proximale Seite des Koppelkondensators schaltbar mit beiden: (1) dem Kapselanschluß oder Ringanschluß (unipolar beziehungsweise bipolar) und (2) dem negativen Batteriepotential für eine vorgeschriebene Zeitdauer nach der Abgabe eines Stimulierungsimpulses. Während dieser schellen Entladungszeitdauer ist die Herzschrittmacherkapsel vom positiven Batteriepotential abgetrennt. In noch einer weiteren Ausführungsform folgt dieser schnellen Entladungszeitdauer eine langsame Entladungsdauer, während der die proximale Seite des Koppelkondensators über einen Entladungswiderstand mit dem Kapselanschluß oder dem Ringanschluß (unipolar beziehungsweise bipolar) verbunden ist.
Vorteilhafterweise sind alle Schalter und die resultierenden Verbindungen, die verwendet werden, um die obigen Konfigurationen zu erzielen, durch Niedrigleistungs- Halbleiterschaltvorrichtungen wie z. B. CMOS Vorrichtungen realisiert, die durch passende Status- und Zeitsignale gesteuert werden. Diese Status-und Zeitsignale sind überwiegend die gleichen Signale, wie sie in konventionellen programmierbaren Herzschrittmachern verwendet werden. Diese Signale sind digitale Signale und als solche einfach in den Speicherschaltungen des Herzschrittmachers zu speichern oder einfach aus Steuersignalen, die in solchen Speicherschaltungen gespeichert sind, herzuleiten und abzurufen oder zu erzeugen, wenn sie benötigt werden. Weiterhin können derartige Signale leicht unter Verwendung bekannter Telemetrie- und Programmiertechniken alterniert oder verändert werden, um zu ermöglichen, daß die Konfiguration des Herzschrittmachers auf eine gewünschte Konfiguration eingestellt wird.
Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, einen Herzschrittmacher zu schaffen, der entweder in einer unipolaren oder einer bipolaren Konfiguration stimulieren oder ab fühlen kann. Ein zusätzliches Merkmal der unipolaren Abfühlkonfiguration erlaubt dem Herzschrittmacher, entweder wie in konventionellen unipolaren Herzschrittmachern zwischen dem Elektrodenkopf und der Kapsel oder zwischen der Ringelektrode und der Kapsel abzufühlen. Ein derartiges Abfühlen ist vorteilhafterweise ohne irgend einen zusätzlichen Koppelkondensator in der Ringelektroden-Abfühlschaltung realisiert.
Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung schafft einen Herzschrittmacher mit einer einzigen Batterie, der trotz des positiven Potentials, das an dem Elektrodenkopf oder der Ringelektrode auftritt, in unipolarem oder bipolarem Betriebsmodus stimulieren und/oder abfühlen kann. Weiterhin kann solches Stimulieren und/oder Abfühlen in einer oder beiden Kammern des Herzens erfolgen.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung schafft einen Herzschrittmacher mit einer einzigen Batterie, der in unipolarem oder bipolarem Betriebsmodus stimuliert und/oder ab fühlt, wobei die Herzschrittmachermasse von dem positiven Batteriepotential während des Stimulierens auf ein etwas mehr negatives Potential, z. B. -0.2 bis -1.0 Volt, während des Abfühlens umgeschaltet wird. Noch ein weiteres Merkmal eines solchen Herzschrittmachers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform davon sieht während des Stimulierungs- Betriebsmodus eine schnelle Entladungsphase vor. Während dieser schnellen Entladungsphase ist die proximale Seite des Koppelkondensators (über den Stimulierungsimpulse an den Elektrodenkopf geliefert werden) schaltbar verbunden mit beiden: (1) dem Kapselanschluß (unipolarer Betrieb) oder dem Ringanschluß (bipolarer Betrieb) und (2) für eine kurze Zeitdauer dem negativen Batteriepotential, wobei der Koppelkondensator schnell entladen wird. Dieser schnellen Entladungsphase kann eine langsame Entladungsphase folgen. Während dieser langsamen Entladungsphase ist die proximale Seite des Koppelkondensators über einen Widerstand schaltbar entweder mit dem Kapsel- (unipolar) oder mit dem Ringanschluß (bipolar) verbunden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die obigen und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch deren speziellere Beschreibung deutlicher, die in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen präsentiert wird, wobei:
Fig. 1 ein vereinfachtes schematisches Diagramm der Stimulierungs-und Abfühlschaltung der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 ein Zeitdiagramm ist, das den Betrieb des Stimulierungsteils der Schaltung nach Fig. 1 illustriert; Fig. 2A ist ein äquivalentes Schaltungsdiagramm der Schaltung der Fig. 1 während der schnellen Entladungszeitdauer;
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm des Stimulierungs- oder Ausgangsteils der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm des Abfühlteils der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 5 ist eine Tabelle, die die Abfühlgestaltung, wie sie in der Schaltung der Fig. 4 realisiert ist, als Funktion der Schalter, die geschlossen sind, definiert.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die folgende Beschreibung zeigt den besten gegenwärtig beabsichtigten Modus, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. Diese Beschreibung soll nicht in einer einschränkenden Art und Weise verstanden werden, sondern ist zu dem Zweck vorgesehen, die allgemeinen Prinzipien der Erfindung zu beschreiben. Der Schutzumfang der Erfindung sollte unter Bezug auf die begleitenden Patentansprüche bestimmt werden.
Wenn in der folgenden Beschreibung auf Elemente oder Teile Bezug genommen wird, die in den Zeichnungen dargestellt sind, so werden durchgehend gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet.
Bezugnehmend zunächst auf Fig. 1 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm der Stimulierungs- und Abfühlschaltung der vorliegenden Erfindung dargestellt, wie sie in einer Kammer des Herzens verwendet wird. Diese Figur wird dazu benutzt, die Betätigungsprinzipien der Erfindung zu lehren. Ein detaillierteres schematisches Diagramm der Erfindung kann in den Fig. 3 und 4 gefunden werden.
In Fig. 1 weist die Grundstimulierungsschaltung eine Ladungspumpenschaltung 12 und einen Speicherkondensator C1 auf. Die Ladungspumpenschaltung 12 nimmt das verfügbare Batteriepotential VSS von der Batterie 14 und pumpt es in konventioneller Art und Weise auf das gewünschte Niveau hoch. Während dieses Prozesses sind eine Seite der Ladungspumpe 12 und die positive Seite des Kondensators C1 mit dem Erdpotential, oder VDD, verbunden. Der Stimulierungsimpuls gewünschter Größe wird dann an den Elektrodenkopfanschluß 16 abgegeben, indem der Schalter P7 geschlossen wird. Der Elektrodenkopfanschluß 16 ist wiederum mit dem Elektrodenkopf einer konventionellen, nicht dargestellen Stimulierungselektrode verbunden, wodurch der Stimulierungsimpuls an das Herz abgegeben werden kann. Die Rückleitung für den Stimulierungsimpuls wird entweder für unipolares Stimulieren über den Kapselanschluß 18 oder für bipolares Stimulieren über den Ringelektrodenanschluß 20 bereit gestellt. Wenn unipolares Stimulieren gewählt ist, ist der Schalter P1 geschlossen. Wenn bipolares Stimulieren gewählt wird, ist der Schalter P2 geschlossen.
Egal ob unipolares oder bipolares Stimulieren gewählt wird, der Stimulierungsimpuls muß über den Koppelkondensator C2 an den Elektrodenkopfanschluß abgegeben werden. Der Kondensator C2 ist notwendig, um zu verhindern, daß Gleichströme von dem Speicherkondensator C1 zu dem Elektrodenkopfanschluß 16 und durch Körpergewebe fließen. Es sei angemerkt, daß, wie in Fig. 1 gestaltet, der durch Schließen der Schalter P7 und P1 oder P2 erzeugte Impuls relativ zu dem Erdpotential VDD des Herzschrittmachers ein negativer Impuls ist. Das Erzeugen eines negativen Stimulierungsimpulses auf diese oder ähnliche Weise ist eine Notwendigkeit, die durch die Physiologie des Körpers und des Herzens eines Patienten, der einen Herzschrittmacher benutzt, diktiert wird. Daher muß der Herzschrittmacher während des Stimulierungs-Betriebsmodus im wesentlichen als ein positives Massesystem arbeiten, wenn ein solcher negativer Stimulierungsimpuls effizient unter Verwendung einer einzigen Batterie 14 erzeugt werden soll. Weiterhin ist, da ein negativer Stimulierungs- oder Herzanregungsimpuls erzeugt wird und da sich das Körpergewebe auf der distalen Seite des Kondensators C2 im wesentlichen auf Nullpotentional befindet, der Kondensator C2 so aufgeladen, daß seine Seite 22 eine positive Ladung behält, nachdem ihn der Stimulierungsimpuls passiert hat.
Um alle übriggebliebene Ladung von der proximalen Seite 24 des Kondensators C2 zu entfernen, bevor der nächste Stimulierungsimpuls abgegeben wird, und um dadurch zu verhindern, daß irgend solche Ladung die Größe des abzugebenden Stimulierungsimpulses ungünstig beeinflußt, erzeugen der Schalter P3 (unipolare Betätigung) oder der Schalter P4 (bipolare Betätigung) für eine kurze Zeitdauer genannt "schnelle Entladungsdauer" einen Entladungsweg von der proximalen Seite 24 des Kondensators C2 entweder zu dem Kapselanschluß 18 (unipolare Betätigung) oder dem Ringanschluß 20 (bipolare Betätigung). Diese schnelle Entladungsdauer folgt der Abgabe eines Stimulierungsimpulses an den Elektrodenkopf unmittelbar. Während dieser schnellen Entladungsdauer verbindet der Schalter P8 zusätzlich die Seite 24 des Kondensators C2 mit dem negativen Batteriepotential VSS. Nach der schnellen Entladungsdauer wird über den Widerstand R1 und den Schalter P5 (unipolare Betätigung) oder den Schalter P6 (bipolare Betätigung) ein langsamer Entladungsweg bereitgestellt, um sicherzustellen, daß im wesentlichen alle Ladung von der Seite 24 des Kondensators C2 entfernt wurde. Dadurch wird zu dem Zeitpunkt, in dem der nächste Stimulierungsimpuls erzeugt werden muß, im wesentlichen alle Ladung von dem Kondensator C2 entfernt sein, so daß ein Stimulierungsimpuls bekannter Größe an den Elektrodenkopfanschluß 16 geliefert werden kann.
Noch unter Bezug auf Fig. 1 wird das Abfühlen dadurch realisiert, indem zwei Eingänge eines konventionellen Abfühlverstärkers 26 wahlweise mit gewünschten Kombinationspaaren des Elektrodenkopfanschlusses 16, des Ringelektrodenanschlusses 20 oder des Kapselelektrodenanschlusses 18 verbunden werden. Wenn konventionelles unipolares Abfühlen erwünscht ist, ist der Elektrodenkopf 16 durch Schließen des Schalters P22 mit dem positiven Anschluß des Abfühlverstärkers 26 verbunden; und durch Schließen des Schalters P25 ist der negative Anschluß des Abfühlverstärkers 26 mit dem Kapselanschluß 18 verbunden. Wenn bipolares Abfühlen erwünscht ist, ist der positive Anschluß des Abfühlverstärkers 26 wie bei der unipolaren Stimulierung über den Schalter P22 mit dem Elektrodenkopf 16 verbunden, aber der negative Anschluß des Abfühlverstärkers 26 ist über den Schalter P24 mit der Ringelektrode verbunden. Wenn ein neuer Abfühlmodus erwünscht ist, wird der positive Anschluß des Abfühlverstärkers 26 mit der Ringelektrode 20 verbunden, indem der Schalter P23 geschlossen wird, und die Kapselelektrode 18 ist über den Schalter P25 mit dem negativen Anschluß des Abfühlverstärkers 26 verbunden. Es sei angemerkt, daß alle Schalter offen bleiben, solange sie nicht speziell geschlossen werden, wodurch verhindert wird, daß zwei Signale gleichzeitig an den gleichen Anschluß des Abfühlverstärkers angelegt werden. Es sei auch angemerkt, daß der Koppelkondensator C5 in Reihe mit dem Schalter P22 eingesetzt ist. Dieser Koppelkondensator verhindert, daß die Gleichspannungskomponente jeder positiven Spannung, die an dem Elektrodenkopf 16 vorhanden sein kann, die Wirkungsweise des Schalters P22 oder der anderen verwendeten CMOS Schaltungen oder Vorrichtungen unerwünscht beeinflußt. Für die Ringelektrode ist kein ähnlicher Koppelkondensator vorgesehen.
Am wichtigsten ist, daß die in Fig. 1 dargestellte Abfühlschaltung den Schalter P21 umfaßt, der ein von VDD abweichendes Referenzpotential während des Abfühlens mit dem Kapsel- oder Masseanschluß 18 verbindet. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dieses Referenzpotential -0.5 Volt und durch die Spannungsreferenzgeneratorschaltung 28 erzeugt. Da die Stromanforderungen während des Abfühlmodus gering sind, kann die Schaltung des Referenzgenerators 28 sehr einfach sein, beispielsweise ein Spannungsteilernetz bestehend aus einem Widerstand und einer Diode. Wird diese zusätzliche Referenzspannung während des Abfühlens in dieser Art als Massereferenz verwendet, so stellt sie sicher, daß irgendeine leicht positive Spannung, die an dem Elektrodenkopf oder der Ringelektrode vorhanden sein kann, nicht das VDD Potential überschreitet, das an das Substrat der verwendeten Halbleiterschalter angelegt ist.
Fig. 2 zeigt ein vereinfachtes Zeitdiagramm, das die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig 1 illustriert. Fig. 2 nimmt an, daß ein unipolarer Operationsmodus gewählt wurde, der an dem angegebenen Punkt links in der Figur startet. Fig. 2 nimmt auch an, daß die gewählte Amplitude der abzugebenden Impulse annähernd dreimal so groß ist wie die Batteriespannung, oder 3 VSS. Die in Fig. 2 gezeigten logischen Signale P1', P5', P7' und P8' werden dazu benutzt, die entsprechenden P-MOS Schalter P1, P5, P7 und P8 der Fig. 1 zu steuern. Ein Signal mit niedrigem Niveau schaltet die Schalter an (schließt die Schalter) während ein Signal mit hohem Niveau die Schalter ausschaltet (öffnet die Schalter).
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird durch das Schließen der Schalter P7 und P1 die Spannung V1, die an dem Kondensator C1 vorliegt, an die Anschlüsse 16 und 18 angelegt. Das wiederum verursacht den Stimulierungsimpulsstrom zu fließen, vorausgesetzt, daß der Elektrodenkopf 16 und die Kapselelektrode 18 mit leitendem Körpergewebe (oder irgend einer anderen Last) in Verbindung stehen. Die mit "A" bezeichnete Wellenform in Fig. 2 korrespondiert mit der Spannungswellenform, die im Punkt "A" in Fig. 1 auftritt, wobei dieser Punkt oder Scheitel der proximalen Seite 24 des Kondensators C2 entspricht. Diese Wellenform "A" fällt zunächst auf die Spannung V1 ab, wenn der Schalter P7 geschlossen ist. Sowie P1 und P7 öffnen, schließen die Schalter P3 und P8, um die schnelle Entladungszeit einzuleiten. Während dieser schnellen Entladungszeit öffnet auch der Schalter P1, wodurch die Kapselelektrode 18 von VDD gelöst wird. Dadurch wird der größte Teil der auf der Seite 24 des Kondensators C2 verbleibenden Ladung über den Schalter P3 entladen. Dadurch beginnt, wie in Fig 2 dargestellt, am Ende des Stimulierungsimpulses (wenn P7 und P1 öffnen und P3 und P8 schließen die schnelle Entladungszeit und die Spannungswellenform "A" steigt auf VSS. Nachdem die schnelle Entladungszeit abgelaufen ist, beginnt eine langsame Entladungszeit und der Herzschrittmacher muß bereit sein, Signale an dem Elektrodenkopf und/oder der Ringelektrode abzufühlen. Folglich schließt Schalter P21, wodurch die Kapselelektrode 18 mit -0.5 V verbunden wird, und auch Schalter P5, wodurch ein langsamer Entladungsweg über den Widerstand R1 und den Schalter P5 geschaffen wird. Diese zusätzliche langsame Entladungszeit stellt sicher, daß im wesentlichen alle verbleibende Ladung auf dem Kondensator C2 entfernt wird, bevor der nächste Stimulierungsimpuls erzeugt wird. Dadurch steigt die Wellenform "A" während der langsamen Entladungszeit langsam auf das Niveau -0.5 V an. Bevor der nächste Stimulierungsimpuls erzeugt wird, hat sich der Kondensator C2 im wesentlichen entladen.
In Fig. 2 ist auch die Wellenform dargestellt, die an der distalen Seite 22 des Koppelkondensators C2 auftritt. Diese Spannung wird als Wellenform "B" bezeichnet. Anfänglich beträgt diese Spannung -0.5 Volt, das Referenzniveau, das während des Abfühlens an die Kapsel angelegt ist. Während des Stimulierungsimpulses wird diese Spannung negativ, da sie der an die proximale Seite 24 von C2 angelegten negativen Spannung folgt. Nach dem Stimulierungsimpuls versucht diese Spannung positiv zu werden, aber durch das Verbinden der proximalen Seite 22 von C2 mit VSS zu diesem Zeitpunkt geht der positivste Punkt dieser Spannung nicht über VDD hinaus und die Wellenform "B" bleibt vorteilhafterweise unterhalb VDD. Während des verbleibenden Teils der schellen Entladungszeit nähert sich die Wellenform "B" VSS, dem Spannungsniveau, das an die andere (proximale) Seite des Kondensators C2 angelegt ist. Am Ende der schnellen Entladungszeit beginnt die Abfühldauer, während der die Kapsel über P21 an -0.5 V und die proximale Seite von C2 über den Widerstand R1 und P5 an die Kapsel angeschlossen ist. Dadurch nähert sich auch die distale Seite von C2 dem gleichen Spannungsniveau (-0.5 V).
Weiterhin ist in Fig. 2 die Kapselspannung dargestellt. Wie ersichtlich und früher bereits erklärt, ist diese Kapselspannung während der Zeit, in der ein Stimulierungsimpuls durch Schließen des Schalters P1 abgegeben wird, mit VDD (0 V) verbunden. Während der schnellen Entladungszeit wird der Schalter P1 geöffnet und werden die Schalter P3 und P8 geschlossen, wodurch die Kapsel von VDD abgetrennt und mit VSS verbunden wird. Wegen des internen Widerstandes, den die Schalter P3 und P8 aufweisen, springt die Kapselspannung jedoch nicht unmittelbar auf VSS, sondern nähert sich eher VSS. Nach der schnellen Entladungsdauer beginnt die langsame Entladungsdauer oder die Abfühldauer, währen der die Kapsel über den Schalter P21 mit -0.5 V verbunden ist.
Es sei angemerkt, daß während der schnellen Entladungszeitdauer die entsprechende Schaltung für den Herzschrittmacher und die Leitung so aussehen, wie in Fig. 2A dargestellt. In Fig. 2A ist der Widerstand RP3 der Widerstand des Schalters P3, wenn dieser geschlossen ist (annähernd 100 Ohm); die Kapazität Ce ist die dem Elektrodenkopf äquivalente Kapazität; der Widerstand Re1 ist der dem Elektrodenkopf äquivalente Widerstand und der Widerstand Re2 ist der äquivalente Widerstand der Kapsel-Körperrückleitung. Typischerweise ist für einen ordentlich positionierten Elektrodenkopf Re1 plus Re2 gleich annähernd 500 Ohm. Während der schnellen Entladung ist der Kapselanschluß 18 nicht direkt mit irgendeiner Herzschrittmacherspannungsquelle verbunden. Folglich nimmt die Kapsel 18 eine Spannung an, die durch die Spannung an der distalen Seite 22 des Kondensators C2 und den aus RP3, Re1 und Re2 (unipolare Wirkungsweise) oder Rp4 (Widerstand des Schalters P4), Re1 und Re2 (bipolare Wirkungsweise) bestimmt. Mathematisch kann diese Kapselspannung ausgedrückt werden als
KAPSELSPANNUNG = VSS + (C2 Spannung) Rp3/Rp3 + (Re1 + Re2)
Am Ende der schnellen Entladungsdauer ergibt sich daher, daß sich die Kapselspannung VSS nähert (da sich die Spannung an C2 Null nähert).
Unter Bezug als nächstes auf Fig. 3 ist ein detaillierteres schematisches Diagramm des Stimulierungsteils der vorliegenden Erfindung dargestellt. Viele der Elemente oder Teile, die in Fig. 3 dargestellt werden, korrespondieren mit den gleichen in Fig. 1 gezeigten Elementen. Daher werden die gleichen Ziffern oder Buchstaben verwendet, um solche Elemente zu identifizieren.
Der Herzschrittmacher der vorliegenden Erfindung enthält eine Telemetrieempfangs- und Sendeschaltung 30. Eine derartige Schaltung kann eine konventionelle Konstruktion sein. Sie ist für die Zweiwegekommunikation mit dem Herzschrittmacher vorgesehen, sowie dieser implantiert ist. Eine derartige Zweiwegekommunikation erlaubt nicht nur, Herzschrittmacherparameter nach der Implantation zu programmieren, sondern auch von dem implantierten Herzschrittmacher abgefühlte Signale oder den Bedienungsstatus des Herzschrittmachers von dem implantierten Herzschrittmacher via Telemetrie zu einem externen Empfänger zu senden.
Weiterhin ist in dem Herzschrittmacher eine Art Speichervorrichtung oder Element 32 enthalten. Der Speicher 32 erlaubt es, Steuerparameter des Herzschrittmachers zu speichern, so daß sie die nötige Steuerung für den Herzschrittmacher liefern, wie sie gefordert wird. Weiterhin schafft der Speicher 32 ein passendes Mittel, um irgendwelche Änderungen oder Umprogrammierungen der Herzschrittmacherkonfiguration oder des Bedienungsmodus zu erkennen. Alles was nötig ist, um eine Programmänderung durchzuführen, ist die Telemetrieüberführung neuer Steuerdaten zu der passenden Adresse in dem Speicher 32.
Für den Zweck der vorliegenden Erfindung enthält die Bedienungsschaltung des Herzschrittmachers eine Zeitsteuerlogik 34 und eine Konfigurationssteuerlogik 36. Die Zeitsteuerlogik 34 des Herzschrittmachers erzeugt die Signale, die steuern, wann ein Impuls an das Atrium oder den Ventrikel abgegeben werden soll und wann die schnelle Entladungszeit für das Atrium und den Ventrikel vorliegen muß. Diese Signale sind identifiziert als: Atriumimpuls (PA); Ventrikelimpuls (PV); schnelles Entladen des Atriums (FDA); und schnelles Entladen des Ventrikels (FDV). Die Konfigurationssteuerlogik erzeugt die Signale, die steuern, ob der Herzschrittmacher in einem bipolaren oder unipolaren Modus arbeitet. Diese Signale sind identifiziert als: unipolar Atrium (UA); unipolar Ventrikel (UV); bipolar Atrium (BA); und bipolar Ventrikel (BV). Weiterhin steuern die Konfigurationssteuersignale, ob das unipolare Arbeiten während des Abfühlens zwischen Elektrodenkopf und Kapsel, Ring und Kapsel oder bipolar erfolgt. Diese Signale sind allgemein als Elektrodenkopf/Ring/Kapsel (T/R/C) bezeichnet.
Die Stimulierungsschaltung der Fig. 3 enthält zwei Kanäle, einen zur Stimulierung des Atriums und einen zur Stimulierung des Ventrikels. Nur eine Kapselelektrode ist gezeigt, da die Kapsel für beide Kanäle gemeinsam ist. Die folgende Diskussion richtet sich auf den atriellen Kanal, gilt aber ebensogut für den ventrikulären Kanal, wie auch die Schaltungen für beide Kanäle für den Zweck der vorliegenden Erfindung gleich funktionieren.
Die in Fig 3 gezeigten Schalter sind als MOS Schaltvorrichtungen ausgeführt, deren Gatteranschlüsse durch logische Glieder gesteuert werden. Z.B. ist der in Fig. 3 gezeigte Schalter P1 ein Schalter, der normalerweise offen ist, wenn nicht ein Niedrigniveausignal am Ausgang des logischen Gliedes G1 auftritt. Da das Glied G1 ein Zweieingangs NAND-Glied ist, deren einer Eingang mit dem UA und deren anderer Eingang mit dem PA Signal verbunden ist, ist ersichtlich, daß der Schalter P1 nur in Gegenwart eines UA und PA Signals schließt. Entsprechend ist ersichtlich, daß das Glied G2 nur in Gegenwart eines BA und PA Signals schließt.
Ein Schalter pro Kanal ist realisiert, indem ein P-Quellen und ein N-Quellen MOS Schalter parallel benutzt werden. Dieser Schalter ist als ein Transmissionsgatter ausgeführt und als P7/N1 Schalter bezeichnet (korrespondierend zu dem P7 Schalter in Fig. 1). Ein logisches Signal mit niedrigem Niveau, das an die P7 Seite angelegt wird, schließt den P7 Schalter, während ein logisches Signal mit hohem Niveau, das an die N1 Seite angelegt wird, den N1 Schalter schließt. Ein Invertierglied 11 stellt sicher, daß immer komplementäre Signale an beide Seiten dieses Schalters angelegt werden, wodurch sichergestellt wird, daß der Schalter entweder ganz offen oder ganz geschlossen ist. Ein Doppelschalter wird in dieser einen Position verwendet, da die Spannung im Modus VA auf zwei verschieden Werte programmiert werden kann. Z.B. wird ein P-MOS Transistorschalter einwandfrei arbeiten, wenn der programmierte Wert von VA -0.5 V ist. Wenn jedoch VA nahe an -VSS liegt, ist ein N-MOS Transistorschalter nötig (der N-MOS Transistor wird durch eine positive Gatterspannung eingeschaltet anstatt der negativen Spannung, die verwendet wird, um den P-MOS Transistor einzuschalten). Folglich stellt die P7/N1 Konfiguration sicher, daß dieser Schalter unabhängig vom programmierten Wert von VA schließt.
Die Wirkungsweise der Stimulierungsschaltung der Fig. 3 entspricht der weiter oben beschriebenen Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1, wie sie mit Hilfe des Zeitdiagramms der Fig. 2 erläutert wurde. Es sei angemerkt, daß während der schnellen Entladungszeitdauer der Kondensator C2 mit dem negativen Batteriepotential VSS verbunden ist. Nach der schnellen Entladungsdauer setzt der Widerstand R1, eingeschaltet über P5 oder P6 (abhängig davon, ob unipolares oder bipolares Stimulieren gewählt wurde) das Entladen des Kondensators C2 mit einer langsameren Geschwindigkeit fort.
Wie angedeutet, arbeiten die Schaltungen des ventrikulären Kanals, die die Schaltungen in der unteren Hälfte des schematischen Diagramms der Fig. 3 aufweisen, ebenso wie die weiter oben beschriebenen Schaltungen des atriellen Kanals. Von Fachleuten auf diesem Gebiet solle verstanden werden, daß die Kontrollsignale UA, PA, FDA, UV, PV und FDV durch passende Niveaueinstellungsschaltungen erzeugt werden und daß die Invertierglieder I1 bis I6 und die logischen Glieder G1 bis G8 mit ihren positiven Versorgungsanschlüssen mit VDD und die negativen Versorgungsanschlüsse mit einer passenden Versorgungsspannung verbunden sind, die gleich oder niedriger als der negative Scheitel des abgegebenen Impulses ist. Diese negative Spannung kann von den gleichen Ladungspumpenschaltungen genommen werden, die benutzt werden, um die V1 Spannung für den Stimulierungsimpuls zu erzeugen, von den Speicherkondensatoren C1 oder C3 oder von irgendeiner negativen Quelle. Diese separate Versorgungsspannung für diese speziellen Glieder ist notwendig, um die Schalter EIN zu lassen, während ihre entsprechenden Drain- und Sourceanschlüsse unter die negative Batteriespannung VSS absinken. Eine größere (als absoluter Wert) Gatterspannung, die an alle P Schalter angelegt wird, erlaubt auch vorteilhafterweise die physischen Dimensionen der Vorrichtungen zu reduzieren, während die gleiche EIN Resistenz aufrecht erhalten bleibt.
Bezugnehmend als nächstes auf Fig. 4 ist zu erkennen, daß Abfühlverstärker oder Schaltungen 26 und 38 für zwei Kanäle vorhanden sind. Der Verstärker 26 fühlt die Millivoltniveau Signale, die während jeder Herzkontraktion im Atrium erzeugt werden, ab und verstärkt sie. Entsprechend fühlt der Verstärker 38 die Millivoltniveau Signale, die im Ventrikel erzeugt werden, ab und verstärkt sie. Acht PMOS Schalttransitoren P22-P29 werden über gespeicherte Abfühlkonfigurationsdaten gesteuert, wie in Fig. 5 angegeben. Wie in den Fig. 4 und 5 angedeutet, kann jeder Kanal so programmiert werden, daß er unipolar abfühlt durch Ausnutzen des Elektrodenkopfes und der Kapsel oder des Ringes und der Kapsel, oder daß er bipolar ab fühlt durch Ausnutzen des Elektrodenkopfes und des Ringes. Es sei angemerkt, daß während der Abgabe eines Stimulierungsimpulses oder während der schnellen Entladungszeitdauer in irgend einem Kanal die Schalter P22-P29 AUS geschaltet sind (offen oder mit sehr hoher Impedanz), um eine Sättigung der Abfühlschaltungen 26 und 38 zu verhindern. Wenn kein Impuls abgegeben wird und keine schnelle Entladung erfolgt, steuert das Glied G9 den Schalter P21, um ihn EIN zuschalten (geschlossen oder niedrige Impedanz), wodurch die Kapsel während des Abfühlens mit -0.5 Volt verbunden wird. Das ermöglicht, daß eine bestimmte Polarisation bis zu +0.5 Volt an der Ringelektrode auftreten kann, ohne daß die Schalter P23, P24, P27 oder P28 über VDD gehen. Es sei angemerkt, daß obwohl die bevorzugte Spannung von -0.5 Volt an die die Kapsel oder Masse während des Abfühlens angeschlossen ist, diese nur repräsentativ für einen Bereich von Spannungen ist, die verwendet werden könnten. Z.B. könnte jede Spannung, die im Bereich zwischen -0.2 und -2.0 Volt liegt, für diesen gleichen Zweck verwendet werden.
Noch mit Bezug auf die Fig. 4 sei angemerkt, daß zwei Koppelkondensatoren C5 und C6 verhindern, daß die auf den Kondensatoren C2 und C4 nach der schnellen Entladung verbleibende Spannung an P22 oder P29 angelegt wird. Wie in Fig. 2, Wellenform "A" gezeigt, ist es möglich, daß etwas Spannung zu dieser Zeit auf den Kondensatoren C2 und C4 verbleibt( nach schneller Entladung) und das diese Spannung von den Abfühlschaltungen 26 und 38 fälschlich als Herzaktivität interpretiert wird. Demzufolge werden die Kondensatoren C5 und C6 dazu verwendet, das Auftreten solch einer falschen Interpretation zu verhindern. Um zusätzlich sicherzustellen, daß alle Ladung auf den Kondensatoren C5 und C6 entfernt wurde, wird ein kurzer automatischer Nullimpuls von näherungsweise 100 Mikrosekunden verwendet, um die Kondensatoren C5 und C6 über die Schalter P30 bzw. P31 unmittelbar nach dem Ende der schnellen Entladungsdauer zu entladen. Wie in Fig. 4 zu sehen ist, verbinden die Schalter P30 und P31 die proximale Seite der Kondensatoren C5 und C6 mit dem Kapsel- oder Masseanschluß 18, der seinerseits über den Schalter P21 mit -0.5 Volt verbunden ist. Diese Abfühlgestaltung verhindert, daß irgendeine Schalterspannung über VDD gehen kann. Während des Abfühlens verbleiben die meisten Schalterspannungen bei etwa -0.5 Volt.
Wie weiter in Fig. 4 zu sehen ist, können wahlweise auch Einpolschalter S1 und S2 verwendet werden, um den Eingang eines EKG Verstärkers 40 mit den über die Ringelektrode und den Elektrodenkopf abgefühlten Signale zu verbinden. Diese Signale enthalten das intrakardiale EKG Signal, das dann bearbeitet und via Telemetrie an einen externen Empfänger gesendet werden kann.

Claims

1. Implantierbarer Herzschrittmacher mit einem ersten Elektrodenanschluß (16), einem ersten Referenzelektrodenanschluß (18), einem zweiten Referenzelektrodenanschluß (20), einer Spannungsquelle (14) mit einem positiven Spannungsanschluß (VDD) und einem negativen Spannungsanschluß (VSS), wobei der positive Spanungsanschluß ein Erdreferenzpotential (VDD) definiert, Stimulierungspotentialerzeugungsmitteln (12, C1) zur Erzeugung eines Stimulierungspotentiales (V1), einem ersten Schalter (P7) zum Verbinden des ersten Elektrodenanschlusses (16) über einen Koppelkondensator (C2) mit dem Stimulierungspotential (V1) während einer Stimulierungszeitdauer, zweiten und dritten Schaltern (P1, P2) zum wahlweisen Verbinden des ersten Referenzelektrodenanschlusses (18) oder des zweiten Referenzelektrodenanschlusses (20) mit dem Erdreferenzpotential (VDD) während der Stimulierungszeitdauer, Abfühlmitteln (26) mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluß zum Abfühlen elektrischer Signale dazwischen, Abfühlgestaltungsmitteln (P21-P25) zum elektrischen Verbinden der Abfühlmittel mit zwei ausgewählten der Elektrodenanschlüsse (16, 18, 20), gekennzeichn e t durch Mittel (28) zum Erzeugen eines zweiten Referenzpotentials (-0.5 V), das im Verhältnis zum Erdreferenzpotential (VDD) negativ ist, wobei der ausgewählte der Referenzelektrodenanschlüsse (18, 20) während der Abfühlzeitdauer mit diesem zweiten Referenzpotential (-0.5 V) verbunden ist.

2. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Referenzpotential (-0.5 V) einen Wert zwischen -0.2 und -2.0 V in Bezug auf das Erdreferenzpotential (VDD) hat.

3. Herzschrittmacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Referenzpotential (-0.5 V) einen Wert zwischen (-0.2 und -1.0 V) in Bezug auf das Erdreferenzpotential (VDD) hat.

4. Herzschrittmacher nach Anspruch 1,2 oder 3, gekennzeichnet durch schnelle Entladungsmittel (P3, P8) zum Verbinden der Seite (A) des Koppelkondensators (C2), die mit dem ersten Schalter (P7) verbunden ist, mit dem ausgewählten der Referenzelektrodenanschlüsse (18, 20) und mit einem dritten Referenzpotential (VSS) während einer schnellen Entladungszeitdauer zwischen der Stimulierungszeitdauer und der Abfühlzeitdauer, wobei das dritte Referenzpotential (VSS) im Verhältnis zu dem zweiten Referenzpotential (-0.5 V) negativ ist.

5. Herzschrittmacher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Referenzpotential dem Potential an dem negativen Spannungsanschluß (VSS) der Spannungsquelle (14) entspricht.

6. Herzschrittmacher nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch langsame Entladungsmittel (R1, P5, P6) zum Verbinden der Seite (A) des Koppelkondensators (C2), die mit dem Schalter (P7) über einen Widerstand (R1) verbunden ist, mit dem ausgewählten der Referenzelektrodenanschlüsse (18, 20) während der Abfühlzeitdauer.

7. Herzschrittmacher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Elektrodenanschluß (16) an einen Elektrodenkopf angeschlossen ist und daß der erste Referenzelektrodenanschluß (18) an das Gehäuse des Herzschrittmachers und der zweite Referenzelektrodenanschluß (20) an eine Ringelektrode angeschlossen sind.