DE4114981A1

DE4114981A1 - Heart beat suppression system - uses applied electrical signal for compensating detected voltage on given vector direction

Info

Publication number: DE4114981A1
Application number: DE4114981A
Authority: DE
Inventors: Josef Dr Med Reinhardt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-05-08
Filing date: 1991-05-08
Publication date: 1992-11-12

Abstract

The heart beat suppression system uses a current pulse applied to the heart. The voltage obtained in a given vector direction within the heart is detected, to allow it to be compensated by an opposing voltage of similar amplitude. The compensation voltage is switched out and then switched back in at spaced time intervals, e.g. of about 800 milliseconds. The voltages within the heart may be detected for a number of vector directions, at least one of the detected voltages compensated by an applied voltage. USE - For maintaining correct heart rhythm for defibrillation, or for reducing heart beat frequency during operation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung oder Be seitigung von zu häufigen Herzschlägen, insbesondere zur Be handlung tachycarder Herzrhythmusstörungen oder zur Defibrilla tion, wobei dem Herzen ein Stromimpuls appliziert wird.The invention relates to a method for suppression or loading suppression of too frequent heartbeats, especially for loading action tachycardia arrhythmia or defibrilla tion, whereby a current pulse is applied to the heart.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Unterdrük kung oder Beseitigung von zu häufigen Herzschlägen, insbeson dere zur Behandlung tachycarder Herzrhythmusstörungen oder zur Defibrillation mit einem Sensor zum Messen der Herzerregung.The invention further relates to a device for suppressing Removal or elimination of too frequent heartbeats, in particular for the treatment of tachycardia arrhythmias or for Defibrillation with a sensor to measure heart excitation.

Vor allem solche Herzrhythmusstörungen, die eine Defibrilla tion erforderlich machen, sind lebensgefährlich und müssen schnell unterdrückt werden. Dazu sind Defibrillatoren bekannt, die mit sehr hohen Stromstößen mit einer Energie beispielswei se zwischen 200 bis 400 Joule arbeiten und für Patienten unan genehm sind. Dabei wird die meist kreisend am Herzmuskel ver laufende Erregung durch Depolarisation aller Herzmuskelzellen unterbrochen, so daß danach wieder ein geordneter Ablauf der Herzkontraktion erfolgen kann. Zur Applikation des Stromsto ßes ist die Verwendung großflächiger, von außen auf den Thorax anlegbarer Elektroden bekannt. Damit alle Zellen des Herzens depolarisiert werden können, muß die Energie der elektrischen Entladung so hoch gewählt werden, daß die elektrische Feld stärke an allen Abschnitten des Herzens mindestens so groß ist, daß die gewünschte Depolarisation erfolgt.Especially those arrhythmias that a defibrilla make necessary, are life-threatening and must be suppressed quickly. Defibrillators are known for this, those with very high current surges with one energy, for example They work between 200 to 400 joules and are unsafe for patients are pleasant. This is usually done in a circular motion on the heart muscle ongoing arousal through depolarization of all cardiac muscle cells interrupted, so that then an orderly sequence of Heart contraction can occur. For the application of electricity It is the use of large areas, from the outside to the thorax applied electrodes known. So that all cells of the heart The energy of the electrical must be depolarized Discharge should be chosen so high that the electric field strength at least as big on all sections of the heart is that the desired depolarization takes place.

Es ist auch aus der DE-OS 26 43 956 eine Defibrillations- Elektrode bekannt, die großflächig ausgebildet ist und un mittelbar an der Herzoberfläche anzulegen ist, um einen de fibrillierenden Stromstoß aufbringen zu können. Wegen der Großflächigkeit muß dieser Stromstoß mit hoher Energie durch geführt werden.It is also from DE-OS 26 43 956 a defibrillation Known electrode, which is large and un is to be applied indirectly to the heart surface in order to achieve a de to be able to apply fibrillating current surge. Because of the This surge of electricity has to cover a large area with high energy be performed.

Die schon erwähnte externe Defibrillation ist problematisch und kann nur in Narkose oder bei Bewußtlosigkeit des Patien ten angewandt werden, da sie mit erheblichen Zuckungen der Skelettmuskulatur einhergeht oder die Aktion des implantier ten Defibrillators als sehr lästig empfunden wird.The external defibrillation mentioned above is problematic and can only be done under anesthesia or when the patient is unconscious ten can be used as they twitch considerably Skeletal muscles go hand in hand or the action of the implant defibrillators is perceived as very annoying.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen und Verfahren besteht darin, daß andere Herzrhythmusstörungen mit zu häufiger Pulsfolge oder zu hoher Schlagzahl des Her zens damit nicht behandelt werden können.Another disadvantage of these known devices and The procedure consists of other arrhythmias with too frequent pulse sequence or too high number of strokes of the heart cannot be treated with it.

Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vor richtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, womit be liebige Herzschläge oder Herzschlagfolgen unterdrückt bezie hungsweise beliebige Pulszahlen eingestellt werden können und somit auch eine Defibrillation durchführbar ist.There is therefore a task, a procedure and a pre to create direction of the type mentioned, with what be any heartbeat or heartbeat sequence suppressed any number of pulses can be set and thus defibrillation can also be carried out.

Die überraschende Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß in einer ausgewählten Vektorrichtung innerhalb des Herzens die in dieser Vektorrichtung durch einen bei der Herzerre gung umlaufenden Vektor erzeugte Spannung ermittelt und durch eine entgegengesetzte Spannung kompensiert wird.The surprising solution to this problem is that in a selected vector direction within the heart that in this vector direction by one at the heart line voltage generated and determined is compensated by an opposite voltage.

Die Erfindung macht sich also zunutze, daß bei der Erregung des Herzens durch einen autonomen beziehungsweise natürli chen Schrittmacher, bevorzugt durch den Sinusknoten, im Vor hof und Weiterleitung der Erregung über die HIS-Bündel zum Arbeitsmyocard eine elektrische Spannung über den Herzmuskel ausgebildet wird, welche nach Betrag und Richtung durch ei nen Vektor beschrieben werden kann. Die Spitze dieses Vek tors zeichnet dabei eine kardioidähnliche Epizykloide und erreicht die maximale Größe im Normalfall in Richtung zur Herzspitze. Die Projektion dieses Vektors kann auf die Ebe ne von angelegten Elektroden als EKG abgeleitet werden.The invention therefore takes advantage of that in excitation of the heart through an autonomous or natural Chen pacemaker, preferably through the sinus node, in advance courtyard and forwarding the excitation via the HIS bundle to the Working myocardium creates an electrical voltage across the heart muscle is formed, which by amount and direction by ei NEN vector can be described. The top of this vek tors draws a cardioid-like epicycloid and usually reaches the maximum size towards Apex. The projection of this vector can be on the level ne can be derived from applied electrodes as an EKG.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird nun erreicht, daß der durch die Herzerregung umlaufende Vektor an einer ausge wählten Position am weiteren Umlaufen gehindert wird bezie hungsweise auch schon alle vorher auftretenden Komponenten dieses Vektors in der ausgewählten Richtung unterdrückt und kompensiert und somit der Herzschlag insgesamt unterdrückt wird.It is now achieved by the method according to the invention that the circulating vector due to the heart excitation on one selected position is prevented from circulating or all the previously occurring components suppresses this vector in the selected direction and compensated and thus suppresses the heartbeat as a whole becomes.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn die in der ausgewählten Vek torrichtung applizierte Kompensationsspannung so groß wie die in dieser Richtung gemessene Spannung der Herzerregung gewählt wird. Die Unterdrückung der Herzerregung geschieht also dadurch, daß in Gegenrichtung des Vektors ein im Be trag gleich großer elektrischer Vektor durch Anlegen einer elektrischen Spannung kompensiert wird. Die Höhe der Gegen spannung wird durch die Größe des Primärvektors bestimmt, so daß die in Elektrodenrichtung im Herzen entstehenden Ionenströme ausgeglichen werden, das heißt, keine Erregung über den Herzmuskel ablaufen kann.It is useful if the in the selected Vek compensation voltage applied as high as the tension of the heart excitation measured in this direction is chosen. The suppression of heart excitement happens So that in the opposite direction of the vector in Be carry the same size electrical vector by creating one electrical voltage is compensated. The amount of the counter voltage is determined by the size of the primary vector, so that those arising in the direction of the electrodes in the heart Ion currents are balanced, that is, no excitation can run through the heart muscle.

Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die Kompensations spannung in der Vektorrichtung angelegt wird, in welcher der umlaufende Vektor der Herzerregung seinen Maximalwert hat. In diesem Bereich entsteht nämlich die höchste Spannung und wenn diese kompensiert wird, kann auch mit der größten Si cherheit mit einem Erfolg, also mit der Unterdrückung der Erregung gerechnet werden.It is particularly expedient if the compensation voltage is applied in the vector direction in which the orbiting vector of heart excitation has its maximum value. It is in this area that the highest tension and if this is compensated, even with the largest Si security with success, i.e. with the suppression of Arousal.

In vorteilhafter Weise wird durch die erfindungsgemäße Kom pensation einer Vektorrichtung der Erregungsspannung inner halb des Herzens verhindert, daß der ursprünglich auslösende Impuls wirklich zu einer Muskelkontraktion und somit zu ei nem Herzschlag führt. In erwünschter Weise wird also ein Herzschlag verhindert, was vor allem bei einer übergroßen Zahl von Herzschlägen das Ziel ist. Aufwendige Defibrilla tionen mit ihren ungezielten hohen Stromstößen und negati ven Nebenwirkungen können vermieden werden.Advantageously, the Kom according to the invention compensation of a vector direction of the excitation voltage inner half of the heart prevents the original trigger Truly stimulate muscle contraction and thus egg leads to a heartbeat. In the desired manner, a Heartbeat prevented, which is especially the case with an oversized Number of heartbeats the goal is. Elaborate defibrilla with their untargeted high current surges and negati Side effects can be avoided.

Damit nicht alle Herzschläge kompensiert oder unterdrückt werden, trotzdem aber das Verfahren und die noch zu be schreibende Vorrichtung kontinuierlich angewendet werden können, ist es besonders zweckmäßig, wenn die Kompensation der Spannung in wählbaren Zeitabständen, zum Beispiel je weils nach ca. 800 Millisekunden, abgeschaltet und danach wieder eingeschaltet wird. Während der Abschaltzeit kann das Herz dann wieder schlagen.So that not all heartbeats are compensated for or suppressed be, but still the procedure and still to be writing device can be applied continuously can, it is particularly useful if the compensation the voltage in selectable time intervals, for example each because after about 800 milliseconds, switched off and then is switched on again. This can happen during the switch-off time Heart beat again.

Um eine noch größere Sicherheit der Unterdrückung oder Be seitigung eines oder mehrerer Herzschläge zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn in mehreren ausgewählten Vektorrichtun gen am Herzen die auftretenden Erregerspannungen ermittelt und eine oder mehrere dieser Spannungen durch entgegenge setzt gerichtete, insbesondere gleich große Spannungen kom pensiert werden. Zwar genügt es, die Erregung nur in einer Projektionsrichtung zu kompensieren, weil die Vektorschleife zur Erregung des Herzmuskels vollständig durchlaufen werden muß, um zur Kontraktion zu führen. Eine Kompensation durch mehrere Elektroden auch in anderen Projektionsebenen bedeu tet jedoch gleichzeitig eine größere Sicherheit für den Fall, daß eventuell eine Kompensation ausfällt oder versagt.To make security or suppression even greater getting one or more heartbeats it is advantageous if in several selected vector directions against the heart the occurring excitation voltages and counter one or more of these voltages sets directional, especially equal voltages com be penalized. It is enough to have excitement in only one To compensate projection direction because of the vector loop to completely go through to excite the heart muscle must to lead to contraction. A compensation through several electrodes also important in other projection planes However, at the same time, greater security for the In the event that compensation fails or fails.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Lösung der eingangs ge nannten Aufgabe kann dadurch gekennzeichnet sein, daß ihr eine am Herzen oder im Herzbereich fixierbare aktive Elek trode und eine Null-Elektrode zugehören und daß zwischen beiden Elektroden ein Operationsverstärker angeordnet ist, der die an der einen Elektrode auftretende Spannung auf das Niveau der Spannung der Gegenelektrode regelt und dadurch die an der Elektrode auftretende Spannung kompensiert.The inventive device for solving the ge named task can be characterized in that you an active elec trode and a zero electrode and that between an operational amplifier is arranged on both electrodes, of the voltage occurring at one electrode on the Regulates the level of the voltage of the counter electrode and thereby the voltage occurring at the electrode is compensated.

Ein mit einem solchen Operationsverstärker - V<100 000 - versehenes Regelsystem hat die Eigenschaft, daß zumindest in Elektrodenrichtung keine Erregung entstehen kann, da gleich zeitig ein entgegengerichteter Strom in den Herzmuskel ein geleitet wird. Durch eine solche Schaltung und Vorrichtung wird also erreicht, daß der Operationsverstärker und der an ihm vorhandene Regelkreis immer die in Richtung der Elektro den liegende oder anstehende Spannung erkennt und auf Null kompensiert oder regelt.One with such an operational amplifier - V <100 000 - provided control system has the property that at least in Electrode direction no excitation can arise because the same an opposing current enters the heart muscle at an early stage is directed. Through such a circuit and device So it is achieved that the operational amplifier and the existing control loop always in the direction of the electrical recognizes the lying or pending voltage and to zero compensates or regulates.

Die aktive Elektrode kann wenigstens einen außen am Körper anbringbaren großflächigen Pol aufweisen oder als transvenös implantierbare Elektrode insbesondere mit einem Herzschritt macher verbunden und in das Innere des Herzens einführbar und dort zum Beispiel mit einer Schraubwendel oder derglei chen fixierbar sein. Das metallische Gehäuse des Herzschritt machers kann dabei dann die Null-Elektrode sein.The active electrode can be at least one on the outside of the body have attachable large-area pole or as transvenous implantable electrode, in particular with a cardiac step connected and insertable into the heart and there for example with a screw or the like be fixable. The metallic casing of the heart step Machers can then be the zero electrode.

Eine abgewandelte Ausführungsform kann darin bestehen, daß von einem implantierten Schrittmacher aus zwei zu den bei den Meßpunkten führende, an der Außenseite des Herzens ver ankerbare, zum Beispiel aufnähbare Elektroden vorgesehen sind, zwischen denen die Kompensation stattfinden kann. A modified embodiment can consist in that from one implanted pacemaker to two at the the measuring points leading ver on the outside of the heart anchorable, for example sewable electrodes are provided between which the compensation can take place.

Besonders günstig ist es dabei, wenn der eine Befestigungs punkt einer Elektrode und deren Pol an oder nahe der Herz spitze im Inneren des Herzens oder an seiner Außenseite an bringbar ist, um den in diesem Bereich größten Vektor der Erregerspannung zu erfassen und somit auch eine entsprechend große Kompensation zu erreichen.It is particularly favorable if the one attachment point of an electrode and its pole at or near the heart point inside the heart or on the outside can be brought to the largest vector in this area To detect excitation voltage and thus a corresponding to achieve great compensation.

In vorteilhafter Weise kann die Herzschrittmacherelektrode auch zum übertragen der Kompensationsspannung vorgesehen sein, so daß die Zahl der zu implantierenden Teile gering gehalten werden kann und nicht größer als bei einem üblichen Herzschrittmacher ist.The pacemaker electrode can advantageously also provided for transmitting the compensation voltage be so that the number of parts to be implanted is small can be kept and not larger than a conventional one Pacemaker is.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung von eigener schutzwürdiger Bedeutung kann darin bestehen, daß die Vorrichtung einen Taktgeber aufweist, der die Spannungs regelung und -kompensation in wählbaren Zeitabständen ab schaltet und wieder einschaltet. Während der Abschaltung kann somit eine Erregung über das Herz ablaufen und dieses also wenigstens einmal schlagen.A particularly useful embodiment of the invention of own meaning worthy of protection may consist in that the device has a clock, which the voltage regulation and compensation at selectable intervals switches on and on again. During the shutdown excitation can run through the heart and this so hit at least once.

Als Taktgeber kann dabei ein Herzschrittmacher vorgesehen sein, der während der Abschaltphase auch für die Herzerre gung zur Verfügung steht. Falls also das Herz selbst nicht mehr zu einer Eigenerregung in der Lage ist, erhält der Herzschrittmacher auf diese Weise eine Doppelfunktion, zumal seine Elektrode auch zum Kompensieren verwendbar ist. Es könnte aber auch eine zusätzliche Herzschrittmacherleitung vorgesehen sein.A pacemaker can be provided as the clock be during the switch-off phase also for the heart is available. So if the heart itself doesn't is more capable of self-excitation Pacemakers have a dual function in this way, especially its electrode can also be used to compensate. It but could also have an additional pacemaker lead be provided.

Als Stromquelle zur Erzeugung der Kompensationsspannung kann eine Batterie, vorzugsweise die Batterie des Herzschrittma chers, vorgesehen sein. Can be used as a current source for generating the compensation voltage a battery, preferably the cardiac pacemaker battery chers, be provided.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß zum Beispiel während Operationen, bei denen eine starke Absenkung der Schlagfrequenz des Herzens erwünscht ist, die bisher durch starke Temperaturabsenkung erzeugt werden mußte, die Zahl der Herzschläge durch Kompensation auf ein ge wünschtes Maß reduziert werden kann, statt eine solche durch Unterkühlung vorzusehen.A major advantage of the invention is also that that, for example, during operations where a strong Lowering the heart rate is desirable previously had to be generated by a sharp drop in temperature, the number of heartbeats by compensating for a ge desired level can be reduced instead of one to be provided by hypothermia.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung:The invention is based on the drawing in two Embodiments described in more detail. It shows in to Part of schematic representation:

Fig. 1 die von der Spitze des Vektors der Erregerspannung am Herzen in einer Projektionsebene erzeugte Epizy kloide, Fig. 1, the Epizy generated by the tip of the vector of the excitation voltage to the heart in a projection plane kloide,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor richtung mit einem Herzschrittmacher und einer im Herzen implantierbaren Elektrode, Fig. 2 shows an embodiment of an inventive pre direction with a pacemaker and an implantable in the heart electrode,

Fig. 3 eine Ausführungsform, bei welcher zwei Elektroden mit beabstandeten Meßpunkten an der Außenseite des Herzens fixiert werden und zu einem Herzschrittma cher führen, sowie Fig. 3 shows an embodiment in which two electrodes are fixed with spaced measuring points on the outside of the heart and lead to a Herz Pacemaker, and

Fig. 4 in schematisierter Darstellung die Anordnung eines die Vorrichtung in gewählten Zeitabschnitten für ei ne bestimmte Zeit abschaltenden Taktgebers. Fig. 4 shows a schematic representation of the arrangement of the device in selected periods for egg ne certain time switching off clock.

Bei der Erregung eines Herzens 1 durch einen autonomen Schrittmacher, in der Regel den Sinusknoten 2 (Fig. 1) im Vorhof und Weiterleitung der Erregung über die HIS-Bündel zum Arbeitsmyocard bildet sich eine elektrische Spannung über dem Herzmuskel aus, welche nach Betrag und Richtung durch eine Vektor 3 beschrieben werden kann, der am Herzen gemäß Fig. 1 und dem dort dargestellten Richtungspfeil Pf 1 entgegen dem Uhrzeigersinn umläuft, wobei die Spitze 4 des Vektors 3 eine kardioidähnliche Epizykloide 5 zeichnet und der Vektor 3 seine maximale Größe im Normalfall in der in Fig. 1 dargestellten Position in Richtung zur Herzspitze 6 (vgl. Fig. 2 u. 3) erreicht. Dabei stellt Fig. 1 eine Projek tion des Vektors 3 und der von ihm beschriebenen Kurve auf eine Ebene dar, die von angelegten Elektroden 7 als EKG ab geleitet werden kann.When a heart 1 is stimulated by an autonomous pacemaker, usually the sinus node 2 ( FIG. 1) in the atrium and the excitation is passed on via the HIS bundle to the working myocardium, an electrical voltage develops across the heart muscle, which depends on the amount and direction can be described by a vector 3 which rotates counterclockwise at the heart according to FIG. 1 and the directional arrow Pf 1 shown there, the tip 4 of the vector 3 drawing a cardioid-like epicycloid 5 and the vector 3 its maximum size in the normal case Position shown in Fig. 1 towards the heart tip 6 (see. Fig. 2 and 3) reached. In this case, FIG. 1 is a projek tion of the vector 3 and the curve described by him to a level group, which may be guided by the applied electrodes 7 as the ECG from.

Treten Herzrhythmusstörungen auf und entstehen zu häufige Herzerregungen und damit zu viele Herzschläge, insbesondere ein Herzflimmern, ist es erforderlich, solche zu häufigen Herzschläge zu unterdrücken oder zu beseitigen.Heart rhythm disorders occur and arise too often Heart arousal and therefore too many heartbeats, especially a fibrillation of the heart, it is necessary to frequent them Suppress or eliminate heartbeats.

In den Fig. 2 u. 3 ist schematisiert eine Vorrichtung 8 zur Unterdrückung oder Beseitigung von zu häufigen Herz schlägen, also zum Beispiel zur Behandlung tachycarder Herz rhythmusstörungen oder zur Defibrillation dargestellt, mit der dem Herzen 1 jeweils im erforderlichen Zeitpunkt oder Zeitraum ein oder mehrere Stromimpulse appliziert werden können. Dabei ist auch ein Sensor zum Messen der Herzerre gung vorgesehen, der bei den Vorrichtungen 8 auch gleichzei tig zum Aufbringen einer noch zu erläuternden Kompensations spannung dient.U in FIG. 2. 3 schematically shows a device 8 for suppressing or eliminating too frequent heartbeats, for example for treating tachycardia cardiac arrhythmias or for defibrillation, with which one or more current pulses can be applied to the heart 1 at the required time or period. In this case, a sensor for measuring the cardiac output is also provided, which in the devices 8 also serves at the same time to apply a compensation voltage to be explained.

Beiden Vorrichtungen 1 gem. den Fig. 2 und 3 ist gemein sam, daß ihnen eine am Herzen 1 oder im Herzbereich fixier bare aktive Elektrode 9 und eine Referenz-Elektrode oder ein Referenz-Pol 10 zugehören und daß zwischen beiden Elektroden ein Operationsverstärker 11 angeordnet ist, der die an der einen Elektrode 9 - gegenüber einem bestimmten Potential - auftretende Spannung auf das Niveau der Spannung der Gegen elektrode 10 regelt, invertiert und dadurch die an der aktiven Elektrode 9 auftretende Spannung kompensiert. Diese Kom pensationsschaltung an dem invertierenden Operationsverstär ker 11 erkennt man sowohl im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 als auch in dem nach Fig. 3.Both devices 1 acc. Figs. 2 and 3 have in common sam that give them a fixation on the heart 1 or in the heart region bare active electrode 9 and a reference electrode or a reference pole belong to 10 and in that an operational amplifier 11 is arranged between the two electrodes of the at the one electrode 9 - compared to a certain potential - voltage occurring to the level of the voltage of the counter electrode 10 , inverted and thereby compensates for the voltage occurring at the active electrode 9 . This Kom compensation circuit on the inverting operational amplifier ker 11 can be seen both in the embodiment of FIG. 2 and in that of FIG. 3rd

Zwar könnte die aktive Elektrode 9 wenigstens einen außen am Körper anbringbaren großflächigen Pol aufweisen, jedoch ist sie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 als transvenös im plantierbare Elektrode 9 mit einem Herzschrittmacher 12 ver bunden, dessen Gehäuse die Referenz-Elektrode 10 bildet. Die im plantierbare Elektrode 9 ist also in das Innere des Herzens 1 einführbar und in dieser Position auch in Fig. 2 darge stellt, wobei sie dort mittels einer Schraubwendel 13 fi xiert ist.Although the active electrode 9 could have at least one large pole that can be attached to the outside of the body, it is, however, in the exemplary embodiment according to FIG. 2 as a transvenous in the implantable electrode 9 connected to a pacemaker 12 , the housing of which forms the reference electrode 10 . The implantable in the electrode 9 is thus insertable into the heart 1 and in this position also in Fig. 2 Darge, where it is fi xed there by means of a screw coil 13 .

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind von einem im plantierten Herzschrittmacher 12 aus zwei zu den beiden Meß punkten 14 und 15 führende, an der Außenseite des Herzens verankerbare, zum Beispiel aufnähbare Elektroden 9 und 10 vorgesehen. Dabei ist der Meßpunkt 14 wieder an oder nahe der Herzspitze angeordnet, während der Meßpunkt 15 etwa der Lage des Sinus-Knotens 2 (Fig. 1) entspricht, so daß wiederum der größte Vektor 3 bestimmt und kompensiert werden kann.In the embodiment according to FIG. 3, from a planted cardiac pacemaker 12 from two points to the two measuring points 14 and 15 leading to the outside of the heart, for example sewable electrodes 9 and 10 are provided. The measuring point 14 is again arranged at or near the tip of the heart, while the measuring point 15 corresponds approximately to the position of the sinus node 2 ( FIG. 1), so that the largest vector 3 can again be determined and compensated for.

In beiden Ausführungsbeispielen ist also der eine Befesti gungspunkt einer Elektrode 9 und deren Pol - bei Fig. 2 die Schraubwendel 13 - an oder nahe der Herzspitze 6 im Inneren (Fig. 2) oder an der Außenseite (Fig. 3) des Herzens 1 an bringbar. Dabei ist in vorteilhafter Weise die Herzschritt macher-Elektrode 9 auch zur übertragung der Kompensations spannung vorgesehen. Als Stromquelle zur Erzeugung dieser Kompensationsspannung dient zweckmäßigerweise eine Batterie, insbesondere die Batterie des Herzschrittmachers 12. In both exemplary embodiments, the one fastening point of an electrode 9 and its pole - in FIG. 2 the helix 13 - on or near the tip of the heart 6 inside ( FIG. 2) or on the outside ( FIG. 3) of the heart 1 bringable. The cardiac pacemaker electrode 9 is also advantageously provided for transmitting the compensation voltage. A battery, in particular the battery of the pacemaker 12 , expediently serves as the current source for generating this compensation voltage.

In Fig. 4 ist angedeutet, daß die Vorrichtung 8, deren Meß punkte 14 und 15 gegenüber dem Herzen 1 schematisiert ange deutet sind, einen Taktgeber 16 aufweist, der die Spannungs regelung und -kompensation in wählbaren Zeitabschnitten ge mäß der in Fig. 4 seitlich angeordneten Zeitkurve 17 in wähl baren Zeitabständen abschaltet und wieder einschaltet. Als Taktgeber kann dabei wiederum der Herzschrittmacher 12 vor gesehen sein, der während der Abschaltphase auch zur Verfü gung steht, um die Herzerregung zu bewirken, falls das Herz 1 dazu selbst nicht mehr in der Lage sein sollte.In Fig. 4 it is indicated that the device 8 , the measuring points 14 and 15 are indicated schematically with respect to the heart 1 , has a clock 16 which controls and compensates the voltage in selectable periods according to the side in Fig. 4 arranged time curve 17 at selectable time intervals turns off and on again. In turn, the pacemaker 12 can be seen as the clock generator, which is also available during the switch-off phase in order to cause heart excitation if the heart 1 itself is no longer able to do so.

Mit Hilfe der vorbeschriebenen, in unterschiedlichen Varia tionen realisierbaren Vorrichtung 8 ist eine Unterdrückung oder Beseitigung von zu häufigen Herzschlägen, insbesondere zur Behandlung tachycarder Herzrhythmusstörungen oder zur Defibrillation mit Hilfe von dem Herzen applizierten Strom impulsen möglich, wobei folgendermaßen verfahren wird:With the aid of the device 8 described above, which can be implemented in different variations, suppression or elimination of too frequent heartbeats, in particular for the treatment of tachycardiac arrhythmias or for defibrillation with the aid of current applied to the heart, is possible, the following procedure being followed:

In einer ausgewählten Vektorrichtung beispielsweise der des Vektors 3 in Fig. 1 wird die in dieser Vektorrichtung durch einen bei der Herzerregung umlaufenden Vektor erzeugte Span nung ermittelt und durch eine entgegengesetzte Spannung kom pensiert. Die in der ausgewählten Vektorrichtung - gemäß Fig. 1 die Richtung vom Sinusknoten 2 zur Herzspitze 6 - applizierte Kompensationsspannung wird dabei so groß wie die in dieser Richtung gemessene Spannung der Herzerregung ge wählt. Die Höhe dieser Gegenspannung wird also durch die Größe des Primärvektors bestimmt, so daß die in Elektroden richtung im Herzen 1 anstehenden Ionenströme ausgeglichen werden, das heißt, keine Erregung über den Herzmuskel ablau fen kann. Im Ausführungsbeispiel wird die Kompensationsspan nung in der Vektorrichtung angelegt, in welcher der umlau fende Vektor 3 seinen Maximalwert hat, was den größtmögli chen Erfolg und die geringstmögliche Fehlerquote bei der Verwendung von nur zwei Meßstellen erwarten läßt. In a selected vector direction, for example that of vector 3 in FIG. 1, the voltage generated in this vector direction by a vector rotating during cardiac excitation is determined and compensated by an opposite voltage. The compensation voltage applied in the selected vector direction - according to FIG. 1 the direction from the sinus node 2 to the cardiac apex 6 - is selected to be as large as the voltage of the cardiac excitation measured in this direction. The magnitude of this counter voltage is thus determined by the size of the primary vector, so that the ion currents present in the electrode direction in the heart 1 are compensated for, that is to say no excitation can occur via the heart muscle. In the exemplary embodiment, the compensation voltage is applied in the vector direction in which the circumferential vector 3 has its maximum value, which allows the greatest possible success and the lowest possible error rate to be expected when using only two measuring points.

Die Kompensation der Spannung wird mit Hilfe des Taktgebers 16 in wählbaren Zeitabschnitten, zum Beispiel jeweils nach ca. 800 Millisekunden, abgeschaltet und danach wieder einge schaltet. Dies ist in der Zeitkurve 17 der Fig. 4 angedeutet. Dabei erkennt man, daß in diesem Falle die Zeit der Kompen sation jeweils erheblich Länger als die immer wieder zuge lassene Erregungszeit ist, wodurch praktisch eine Herzfre quenz bestimmt oder vorgewählt werden kann.The compensation of the voltage is switched off with the aid of the clock generator 16 in selectable time intervals, for example after approximately 800 milliseconds in each case, and then switched on again. This is indicated in the time curve 17 in FIG. 4. It can be seen that in this case the time of the compensation is considerably longer than the time and again allowed excitation time, whereby practically a heart rate can be determined or preselected.

Gegebenenfalls können auch in mehreren Vektorrichtungen am Herzen 1 auftretende Erregerspannungen ermittelt und dann eine oder mehrere dieser Spannungen durch entgegengesetzt gerichtete, gleich große Spannungen kompensiert werden. Da durch lassen sich Erregerspannungen in unterschiedlichen Projektionsebenen am Herzen erfassen und kompensieren und dadurch die Unterdrückung einer Herzerregung mit noch grös serer Sicherheit erreichen.If necessary, excitation voltages occurring at the heart 1 in several vector directions can also be determined and then one or more of these voltages can be compensated for by oppositely directed, equally large voltages. As a result, excitation voltages can be detected and compensated for at different projection levels on the heart, thereby suppressing cardiac excitation with even greater certainty.

Zur Unterdrückung oder Beseitigung von zu häufigen Herz schlägen, insbesondere zur Behandlung tachycarder Herzrhyth musstörungen oder zur Defibrillation, aber auch zur Absen kung der Herzfrequenz während Operationen als Ersatz für ei ne sonst in diesen Fällen angewandte Unterkühlung, wird die in einer ausgewählten Vektorrichtung innerhalb des Herzens 1 durch den bei der Herzerregung umlaufenden Vektor 3 erzeug te Spannung ermittelt und durch eine entgegengesetzte, ins besondere gleich große Gegenspannung kompensiert. Dazu ist eine im Herzbereich oder am oder im Herzen 1 fixierbare aktive Elektrode 9 und eine Referenz-Elektrode 10 und zwischen beiden Elektroden ein Operationsverstärker 11 vorgesehen, der die an der eine Elektrode 9 auftretende Spannung auf das Niveau der Spannung der Gegenelektrode 10 beziehungsweise gegenüber der Gegenelektrode 10 regelt, invertiert und da durch die an der aktiven Elektrode 9 auftretende Spannung kompensiert, so daß die Erregerspannung in einer Vektorrich tung ausgelöscht und damit die Erregung und der entspre chende Herzschlag unterdrückt werden.To suppress or eliminate heartbeats that are too frequent, in particular for the treatment of tachycardial heart rhythms or for defibrillation, but also for lowering the heart rate during operations as a substitute for hypothermia, which is otherwise used in these cases, is in a selected vector direction within the heart 1 determined by the vector 3 circulating during cardiac excitation and determined by an opposite, in particular equally large counter voltage. For this purpose, an active electrode 9 and a reference electrode 10, which can be fixed in the heart area or on or in the heart 1, and an operational amplifier 11 are provided between the two electrodes, which amplify the voltage occurring at one electrode 9 to the level of the voltage of the counterelectrode 10 or against the Counter electrode 10 regulates, inverted and since compensated by the voltage occurring on the active electrode 9 , so that the excitation voltage in a vector direction is extinguished and thus the excitation and the corresponding heartbeat are suppressed.

Claims

1. A method for suppressing or eliminating too frequent heartbeats, in particular for the treatment of tachycar arrhythmias or for defibrillation, the heart ( 1 ) being applied with a current pulse, characterized in that in a selected vector direction within the heart ( 1 ) this vector direction is determined by a voltage generated during the heart excitation vector ( 3 ) and is compensated for by an opposite voltage.

2. The method according to claim 1, characterized in that the com applied in the selected vector direction pension voltage as large as that in this direction measured tension of the heart excitation is selected.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the compensation voltage is applied in the vector direction, in which the revolving vector ( 3 ) of cardiac excitation has its maximum value.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized ge indicates that the voltage compensation in selects time intervals, for example after every 800 Milliseconds, switched off and then switched on again is tested.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in a number of selected vector lines on the heart ( 1 ) the excitation voltages occurring are determined and one or more of these voltages are compensated by oppositely directed, in particular equally large voltages.

6. Device ( 8 ) for the suppression or elimination of too frequent heartbeats, in particular for the treatment of tachycardia arrhythmias or for defibrillation with a sensor for measuring cardiac excitation, characterized in that you have an active elec at the heart ( 1 ) or in the heart area trode ( 9 ) and a reference electrode ( 10 ) and that between the two electrodes an operational amplifier ( 11 ) is arranged, which regulates the voltage on the one electrode ( 9 ) to the level of the voltage of the counter electrode ( 10 ) , it inverts and thereby compensates for the voltage occurring or determined at the active electrode ( 9 ).

7. The device according to claim 6, characterized gekennzeicnnet that the active electrode has at least one outside of the body to bring large pole or connected as a transvenously implantable electrode ( 9 ) in particular with a heart pacemaker and insertable into the heart ( 1 ) and there can be fixed, for example, with a screw spiral ( 13 ) or the like.

8. The device according to claim 6, characterized in that from an implanted pacemaker ( 12 ) from two leading to the two measuring points, on the outside of the heart ( 1 ) anchored, for example sewable electrodes are provided.

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the one attachment point of an elec trode ( 9 ) and its pole at or near the apex ( 6 ) inside the heart ( 1 ) or on its outside can be brought to .

10. Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the pacemaker electrode ( 9 ) is also provided for transmitting the compensation voltage.

11. The device according to any one of claims 6 to 10, characterized in that it has a clock generator ( 16 ) which switches the voltage regulation and compensation off at selectable intervals and switches it on again.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that a pacemaker ( 12 ) is provided as the clock, which is available for the heart excitation during the switch-off phase.

13. Device according to one of claims 6 to 12, characterized in that a battery, preferably the battery of the pacemaker ( 12 ), is provided as the current source for generating the compensation voltage.