JPH04197367A - ペースメーカー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｉ服立役玉屋１ 本発明は、心臓に留置されている電極により、心内心電
を検出すると共に、この電極からペーシングパルスを出
力するタイプのペースメーカに関する。

発明の技術的背景 現在では、例え（ｆ、急性期心筋梗塞患者や心臓手術後
の患者或はショックにおちいった患者などにおいて、そ
の患者の心臓機能の正常化を図る必要があるときにはペ
ースメーカーと称される機器が一般的に用いられる。

このような患者において、心臓機能正常化の必要性が一
過性である場合には体外式のペースメーカーが用いら法
　一方、永久的である場合には埋込式のペースメーカー
が用いられる。

例えば、体外式のペースメーカーの取付は、まず、２つ
のベーシング電極を持つカテーテルを右心房あるいは右
心室に挿入して留置させ、次に、ベーシング電極からカ
テーテル内を通じて体外部に導き出したリード線の末端
にペースメーカー本体を接続するという順序で行われる
。

この体外式ペースメーカーにおいては、主としてデマン
ド皇と称する、生体の心拍がある設定した拍動数以下に
なるとベーシングを行い、設定拍動数以上の心拍ではベ
ーシングを行わない形式のペースメーカーが使用される
。そのため、右心室内に入れたカテーテルの２つの電極
間に生ずる心内心電（波高値２〜２０ｍＶ）をペースメ
ーカーにて検知し、その心電のＲ波と次のＲ波の周期間
隔が設定した拍動数に相当する時間より長い場合、ペー
シングパルス（波高値２〜４　Ｖ、　　パルス幅１〜３
　ｍ　Ｓ　）を同じ２つの電極間に与えて、これが心筋
を通じて心筋の収縮を起こすように作られている。した
がって、ベーシング時には、心臓は設定された心拍数で
強制的に拍動を繰り返すことになる。

このペースメーカーは入力と出力が同じであり、ある時
は微弱な電圧を入力し、ある時は高い電圧を出力せねば
ならない。

また、右心室内の２つの電極間に生ずる電位には心内心
電のみでなく、変化の遅い変紘　すなわち、基線変動が
あるとともに、ペーシングパルスを与えた後に生ずるア
フターポテンシャルと称する大きく、かつ長い時間にわ
たる残留電位、すなわち、あたかも電極間に大きなキャ
パシター（静電容量）を並列に接続したが如き残留電位
が存在し、この電位が入出力端子からに入力される。こ
の残留電位を第１２図の符号Ａに示すと共に、残留電位
を疑似的に再現できるようにした疑似負荷回路２を第１
３図に示す。なお、第１２図中の符号Ｂは、ペーシング
パルスである。

心内心電を検知する回路においては、ペーシングパルス
ＢおよびアフターポテンシャルＡが検知回路に侵入する
のを防止しないと、これらの電位を検知し、心内心電と
判別ができない。

心内心電を検知する回路においては、まず、入力側を遮
断周波数１０〜３０Ｈｚの交流結合として基線変動を除
去し、ついで、増幅器で数１００倍に増幅して、あるい
は高域周波数のノイズを除去するため、低域通過フィル
ターを通し、心内心電のＲ波のみを強調した信号とし、
これを比較器によって、一定以上の振幅のＲ波が入力し
たときに、　これを検知する。

また通常、検知回路は心内心電を検知した後、２５０〜
３００ミリ秒間は検知を停止する機能をもたせる。これ
は、第１４図に示すような心内心電のＲ波の後に続くＳ
波、Ｔ波、あるいは期外収縮などを検知しないようにす
るためである。したがって、ペーシングパルスなどを誤
って検知してしまうと、その後２５０〜３００ミリ秒間
は心内心電を検知できないと言う不都合を有する。

そこで、このようなペーシングパルス及びアフターポテ
ンシャルの影響を回避するために、従来では次のような
回路をペースメーカーの入出力端に設けている。

まず、その第１の回路は第１５図に示すような回路であ
る。この回路においては心内心電の入力をするときと、
ペーシングパルスを出力するときとで、入力と出力を完
全に分離するスイッチ１２が設けである。このスイッチ
１ｚが入力側、つまり、図の実線位置に設定されている
ときには、電極からの心内心電は、入出力端子４、スイ
ッチ１２を介して増幅回路１４に至り、ここで増幅され
て心内心電のＲ波を検出する検知回路に出力される。一
方、ペーシングパルスを出力するときには、ペーシング
パルスの出力する時間だけスイッチ１２を出力側、つま
り図の点線位置に設定する。

このように入力と出力とを完全に切り替えるようにすれ
ば、ペーシングパルスの影響を回避することができる。

この第１の回路と同様な動作を行う回路として、第１６
図に示すような第２の回路もある。この回路では、オー
プンコレクタまたはオーブンドレン接続の出力段が設け
られており、第１の回路と同様に、心内心電の人力をす
るときとペーシングパルスを出力するときとで入力と出
力を完全に分離するスイッチ１５を設けである。

さらに、第３の回路としては、第１７図に示すような回
路がある。この回路は基本的には、第１５図に示した回
路とほぼ同様な構成を有し、図のスイッチ１７は第１５
図のスイッチ１２と同様に動作する。ただ１箇所異なる
部分は、スイッチ１７から増幅回路１４に至る入力経路
に、コンデ−７＝ ンサ１８と抵抗器１９とで構成されるＩＨｚ以上のカッ
トオフ特性を持ったＲＣフィルタが設けであることであ
る。このフィルタは、変化の遅い変紘　すなわち、基線
変動を除去する為に設けたものである。このフィルタを
設けないで、入出力端子に増巾器の入力端子を直結する
と、基線変動のため増巾器が飽和する恐れがある。

以上、例示した３つの回路のいずれかをペースメーカー
の入出力端に設ければ、ペーシングパルスの影響をある
程度は回避することができる７５＼どの回路もペーシン
グパルスの出力直後にスイッ゛チが出力側から入力側に
切り替わるようになっているので、切り替わった瞬間に
アフターポテンシャルが入力さ法　例え＋ｆ、　　数１
００ミリ秒間にわたって増幅回路が飽和してしまい、こ
の間、心内心電の検出をすることができない。

このような飽和を避けるには、アフターポテンシャルが
十分に減衰するまでスイッチを入力側に切り替えないよ
うにすれば良いが、これでは切り替わるまでの間にベー
シング電極で検出された心音 内心電は入力されないので、根本的な解決にはならない
。

そこで、ペーシングパルスを出力した後、入出力側を少
しの間低いインピーダンスに保ち、残留電位を心内心電
を検出し得る程度の電位まで強制的に放電させ、その後
入出力側を高いインピーダンスにして心内心電を検出す
る回路が考えられた。

このような回路は、第１８図および第１９図に示しであ
る。第１８図に示す回路には、アフターポテンシャル放
電用の抵抗器２０を入出力端子４に接続するスイッチ２
１と、ペーシングパルスを出力する時間だけ閉じるスイ
ッチ２２と、入出力端子４からの心内心電をコンデンサ
１８および抵抗器１９で構成されるフィルタを介して増
幅回路１４に入力させるためのスイッチ２３との、　３
つのスイッチが設けである。フィルタの機能と増幅回路
１４の機能とは、前述した回路と同様である。

この３つのスイッチを次のように動作させればアフター
ポテンシャルの影響を緩和することができる。つまり、
ペーシングパルスの出力時には、スイッチ２２を約２ミ
リ秒だけ閉じて入出力端子に電位の比較的高いパルスを
出力する。このとき、スイッチ２１とスイッチ２３とは
開路している。

このペーシングパルスの出力後、スイッチ２２の開路と
ほぼ同時にスイッチ２１が閉じら汰　アフターポテンシ
ャルによる残留電位を抵抗器２０を介して強制的に減衰
させる。このスイッチ２１は、残留電位が心内心電の検
出に影響を与えない程度まで減衰するまで（数１０ミリ
秒）閉じられる。

なお、このときもスイッチ２３は開路している。

このスイッチ２１の動作によって残留電位は十分に低下
するが、完全にＯにはならないと共に基線変動もあるの
で入出力端子は０にならない事が多い。次に、スイッチ
２３が閉じられる。これによって、心内心電の入力が可
能になるが、先に述べたわずかに残っているアフターポ
テンシャルと基線変動電位がコンデンサ１８に急速に充
電されるので、増幅回路１４に叫　第２０図（Ｂ）に示
したようなパルス状の電位が入力される。このパルスの
波高値が大きいときには、心内心電と区別することがで
きずに誤検出されてしまう。このような不具合をなくす
ために、第１９図の回路では、コンデンサ１８と抵抗器
１９との接続点の間にスイッチ２４を抵抗器１９と並列
に接続しである。

そのスイッチ２４は、スイッチ２１が開路する寸前から
、コンデンサ１８と抵抗器１９とによって決定される時
定数よりも長い時間閉じられる。このようにすれ（ｆｌ
　　第２０図の開路の不具合を解消することができる。

しかしながら、４つのスイッチの開閉を非常に精度よく
制御する必要があることから、その制御が複雑なため、
多くの電子回路（電子部品）からなるものとなり、機器
が大きくなると共に、信頼性が低下したり消費電流が増
加するため電池寿命が短かくなるという不具合を有して
いる。

隨里Ｌ１道 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、極めて簡単かつ単純な動作を
する回路によってアフターポテン、シャルの悪影響を最
小限とし、ペーシングパルス及びアフターポテンシャル
等を心内心電と誤検知することのないペースメーカーを
提供することを目的とする。

２１刃ｊλ拶り蒙 上記目的を達成するための本発明は、心内心電　。

を検出するために心臓に留置された電極と、この電極か
ら入力された心内心電のＲ波を検出し、Ｒ波が検知され
た場合に、出力信号を発生するＲ波検知回路と、 Ｒ波検知回路の出力信号に基づき、前記Ｒ波の周期を判
別し、Ｒ波が所定間隔以下の周期で検出される場合には
、ペーシングパルスを前記電極から出力させず、Ｒ波が
所定間隔以上検出されない場合には、ペーシングパルス
を前記電極から出力させるペーシングパルス発生回路と
、 前記電極からの入力信号を前記Ｒ波検知回路に向けて送
り込むとともに、前記ペーシングパルス発生回路からの
出力信号を前記電極に向けて送り込む入出力端子とを有
するペースメーカであって、前記ペーシングパルス発生
回路と前記入出力端一） 子との間には、はぼＯｖまであるいは電源電圧までの電
圧を能動的に出力する特性を有する出力回路と、互いに
並列に逆接続された一対のダイオードとべ　前記入出力
回路に向けてこの順序で接続してあることを特徴として
いる。

そして、前記出力回路は、最低出力電圧がＯプラスマイ
ナス０．６Ｖ以内、または、最高出力電圧が電源電圧マ
イナス０．６Ｖ以上の電圧を出力できる特性を有し、逆
接続された前記ダイオードは、それぞれシリコンダイオ
ードであることが好ましい。

また、逆接続する前記ダイオードは、それぞれシリコン
ショットキーバリアダイオードあってもよい。

本発明のペースメーカーによれは　単に心内心電が入出
力端子に入力しているとき、心内心電がＯｖ付近の比較
的低い電圧範囲である±２０ｍＶの範囲内にあるため、
出力回路及び逆接続されたダイオードの作用により、入
出力端子は高インピーダンスに設定される。このため、
心内心電は減衰することなくＲ波検知回路に人力される
。また、ペーシングパルスが入出力端子から出力された
直後には、そのアフターポテンシャルは、心内心電に比
較して非常に高い電圧範囲であるため、出力回路及びダ
イオードの作用により、入出力端子が低インピーダンス
に設定されているため、アフターポテンシャルは、ダイ
オードの特性によって定まる順方向電圧付近の心向心電
電圧範囲内に速やかに減衰さ法　それ以降は時定数に応
じて除々に減衰される。したがって、アフターポテンシ
ャルのためにＲ波検知回路への入力を停止しなければな
らない時間は極めて短くなり、Ｒ波の検知漏れが減少す
る。しかもスイッチを使用しない出力回路なので、スイ
ッチのオン・オフによって生じる電位の急激な変動もな
い。

発明の詳細な説明 以下、本発明に係るペースメーカについて図面に示す実
施例に基づき詳細に説明する。

第１．　７図はそれぞれ本発明の一実施例に係るペース
メーカのブロック図、第２〜６図は第１図に示す出力回
路の変形例を示す回路図、第８〜１０図は本発明に係る
回路途中の信号波形を示す概略図、第１１図は第７図に
示すブロック図をさらに具体化した回路図である。

第１図に示す本発明の一実施例に係るペースメーカの回
路構成は、例えば、体外式のペースメーカに適用される
。

入出力端子４は、例え（ｆｌ　　心臓内に埋め込まれる
電極を有するベーシングカテーテルにリード線などを通
じて接続される。

心臓内に埋め込まれるベーシングカテーテルにより採取
される心内心電は、波高値２〜２０ｍＶのＲ波であり、
その極性は十である時もあれば、−である時もある。こ
れはカテーテルの先端の電極の位置と、それが接触した
心内膜の位置とにより異なる。

従って、心向心電検知回路としては、両極性の検知が必
要である。通常、体外式ペースメーカにおいては、心内
心電の基線変動から逃げるため、入出力端子４は交流結
合とし、約２０Ｈｚ以下を一ト 減衰させているので、この交流結合により、片極性の心
電でも微分されて両極性になる。

入出力端子４には、増幅回路１４が接続しである。増幅
回路１４では、入出力端子４から入力された微弱な心電
を数１００倍に増幅する。入出力端子４に入力された心
内心電の波形を、第８．９図（Ａ）に示す。また、　こ
の波形が微分されて増幅回路１４へ入力する前の波形を
第８，９図（Ｂ）に示す。第９図に示す波形は、第８図
に示す波形の極性が逆になったもので、前述したように
、カテーテルの取り付は位置などにより、いずれの波形
が入出力端子４に入るか分からない。

増幅回路１４には、スイッチング回路５０、フィルター
回路５１及びＲ液検知回路５２が順次接続しである。ス
イッチング回路５０は、スイッチングパルス発生回路５
５からの出力信号に基づき、入出力端子４から心内心電
を入力する時と、入出力端子からペーシングパルスを出
力する時とで、Ｒ被検出回路５２に至る経路を接続ある
いは遮断する回路である。

フィルター回路５１は、低域通過、高域通過フィルター
等からなり、これによってＲ波成分を取り出す。このＲ
波を直接Ｒ波検知回路５２へ入れる。フィルター回路５
１からのＲ波の出力信号は、第８．９図（Ｃ）に示すよ
うな波形である。

Ｒ液検知回路５２は、Ｒ波を検知できるものであれば何
でも良いハ　例えば比較回路からなる。

比較回路としてのＲ液検知回路５２では、例えば、正極
側に若干のスレシホールドを持たせである。

したがって、Ｒ波が入力してない時には、比較レベルの
下であるので、比較回路がトリガーせず、Ｒ波が入力し
て比較レベルを越した時、比較回路が反転して、　トリ
ガーパルスを、　トリガー制御回路５３に出力する。比
較回路としてのＲ液検知回路５２に入力するＲ波の波形
は、第８．９図（Ｃ）に示すように、入出力端子４に人
力されたＲ波の波形の正逆に応じて反転変化する力＆　
いずれにしてもＲｉが入力されれば、比較レベル以上の
正極性の波が比較回路に入力するため、Ｒ波を検知する
ことができる。ただし、入出力端子４に入力されたＲ波
の波形の正逆に応じて反転変化する波形が比較回路に入
力するため、第９図に示すような反転波形が比較回路に
入力された場合には、第８図に示すような波形が入力す
る場合に比較して、検出時間遅れＬが生じる。検出時間
遅れしは、約３０〜５０ミリ秒程度であるため、問題は
ない。

トリガー制御回路５３は、心内心電のＲ波を比較回路と
してのＲ液検知回路５２で検知した場合に、その出力信
号に基づき、検知後所定時間、Ｒ液検知回路５２による
検知を停止させる作用を有すると共に、後述するような
ベーシング発生回路５４からのペーシングパルスのタイ
マーをリセットさせる作用を有する。Ｒ波検知後の所定
時間は、第１４図に示すような心内心電のＲ波の後に続
くＳ＃、Ｔ波、あるいは期外収縮などを検知しないよう
にするのに十分な時間であり、一般的には、２５０〜３
００ミリ秒間である。このトリガー制御回路５３は、ペ
ーシングパルス発生回路５４に接続してあり、ペーシン
グパルス発生回路５４は、出力回路５６を介して入出力
端子４に接続してあペーシングパルス発生回路５４は、
本実施例では、調節可能な所定時間周期でペーシングパ
ルスを発生する回路であり、比較回路としてのＲ波検知
回路５２でＲ波が検知された場合には、　トリガー制御
回路５３により、所定時間周期を算定するタイマーをリ
セットし、Ｒ波が入力してから所定時間周期以内には入
出力端子４に向けてペーシングパルスが出力されないよ
うになっている。そして、Ｒ波が検知されてから次のＲ
波が検知されるべき所定時間内にＲ波検知回路５２でＲ
波が検知されない場合には、所定時間周期にペーシング
パルス発生回路５４から入出力端子４に向けてペーシン
グパルスが出力されるようになっている。

その後所定時間の間に、Ｒ波検知回路５２でＲ波が検知
されない場合には、さらにペーシングパルスを出力し、
その動作は、Ｒ波検知回路５２でＲ波が検知されるまで
続く。入出力端子４は、拍述したように、心臓内に埋め
込まれた電極を有するカテーテルに接続しであるので、
入出力端子４から出力されたペーシングパルスにより心
臓のベーシングを行うことができる。

ペーシングパルス発生回路５４は、スイッチングパルス
発生回路５５にも接続しである。スイ・ノチングパルス
発生回路５５は、ペーシングノ々ルス発生回路５４から
ペーシングパルスが出力された場合に同期して、スイッ
チング回路５０内のスイッチを駆動させるパルスを出力
する回路である。

つまり、ペーシングパルスが出力されている時にはスイ
ッチング回路５０のスイッチをオフ状態にしてＲ液検出
回路５２に至る経路を所定時間遮断し、一方、ペーシン
グパルスが出力されていない場合には、スイッチング回
路５０のスイッチをオン状態にしてＲ液検出回路５２に
至る経路を接続状態に保つ作用を有する。或は、このス
イッチング回路は、信号をショートしてＲ液検出回路５
２に至る経路を遮断する方式でも良い。本発明では、後
述する出力回路５６及び逆接続されたダイオード３７．
３８の作用により、ペーシングパルスに続いて入出力端
子４に発生するアフターポテンー訃 シャルを短時間で減衰させているので、スイチング回路
５０による回路遮断時間を短時間に設定することが可能
になる。回路遮断時間としては、具体的には、ペーシン
グパルス出力後、５０〜１５０ミリ秒、好ましくは５０
〜８０ミリ秒である。

スイッチング回路５０としては、例えば、第１５〜１９
図に示すようなスイッチング回路またはその他の回路が
用いられ得る。なお、このようなスイッチング回路５０
は、増幅回路１４の入力側に設置するようにしても良い
。

本発明においては、ペーシングパルス発生回路５４と入
出力端子４との間に、出力回路５６と相互に逆接続しで
ある一対のダイオード５７．５８とを設けるようにして
いる。この出力回路５６は、はぼＯｖまであるいは電源
電圧までの電圧を能動的に出力する特性を有する。能動
的に出力できる回路とは、その出力電圧範囲において、
電流の吐き出しも吸い込みもできる機能を有している回
路を称するものとする。

このような出力回路５６の一例として、例えば第２図に
示すように、　トランジスタ３０〜３５の６つのトラン
ジスタによって構成されている回路がある。この回路は
、Ｂ級動作のエミツタフオローアーコンブリメンクリー
プッシュプル回路である。この回路はオペーレーション
アンプの出力回路にも良く用いられるもので、Ｏｖ付近
でも出力側に対して十分に低いインピーダンスが実現で
きる。

トランジスタ３５のベース端子に抵抗３６を介して駆動
パルスとしてのペーシングパルスが出力されると、その
駆動パルスに伴って互いに逆極性に並列接続されている
ダイオードのうちのダイオード３７を介してペーシング
パルスが出力される。このときには、出力側の入出力端
子間インピーダンスはダイオード３８を介して低インピ
ーダンスとされる。また、入出力端子４に、ペーシング
パルス出力時以外の心向心電が入力している際には、互
いに並列に逆接続したダイオード３７゜３８及び出力回
路５６によってダイオード３７゜３８の順方向電圧の電
圧範囲は高インピーダンスに設定される。これで、心内
心電の呈する微弱な電圧領域では、逆接続したダイオー
ド３７．３８及び出力回路５６は、高インピーダンスを
示すような特性を有することになる。したがってこの場
合には、心内心電は減衰することなくＲ波検知回路５２
方向へ入力される。

第３図および第４図に示した回路は、ＭＯ８ＦＥＴ３９
および４０によって構成されているソース接地のコンプ
リメンタリ−回路（ＣＭＯ８）である。第３図に示した
回路では、一方の電源端子をＯ電位に設定すれば、Ｏｖ
まで能動的に出力することができる。第４図に示した回
路では、負の電源電圧からＯｖまで能動的に出力するこ
とができる。

第３図および第４図に示した回路において、ＭＯ３ＦＥ
Ｔ３９および４０に駆動パルスとしてのペーシングパル
スが出力されると、その駆動パルスに伴って互いに逆極
性に並列接続されているダイオードのうちのダイオード
３７を介してパルスが出力される。このときには、出力
側のインピーダー許 ンスはダイオード３８を介して低インピーダンスとされ
る。

第５図および第６図に示した回路は、　トランジスタ４
１〜４４の４つのトランジスタによって構成されている
コレクタ出力回路である。第５図の回路では、正出力で
○Ｖ近く　（約２０ｍＶ）まで出力できるようになって
いる。第６図の回路では、負出力でＯｖ近くまで出力で
きるようになっている。

両回路ともに、　トランジスタ４３および４４のベース
端子に抵抗４５を介してペーシングパルスとしての駆動
パルスが出力されると、その駆動パルスに伴って互いに
逆極性に並列接続されているダイオードのうちのダイオ
ード３７を介してパルスが出力される。このときには、
出力側のインピーダンスはダイオード３８を介して低イ
ンピーダンスとされる。

このように、はぼ○Ｖあるいはほぼ電源電圧まで能動的
に出力可能な出力回路５６を、互いに逆接続されたダイ
オード３７．３８を通じて人出先端子４に接続した回路
によれば、入出力端子４を４卜 介して伝送されている信号の電位がダイオードの順方向
電圧以内の所定範囲であれは　入出力端子が少なくとも
５キロオ一ム以上、好ましくは１０キロオーム以上の高
インピーダンスに設定される一方、当該信号の電位が所
定範囲を外れる場合には低インピーダンスに設定される
。ここで、Ｏｖ付近の所定範囲とは、−６００ｍＶ　〜
＋　６００ｍＶの範囲より狭い範凪　好ましくは、心内
心電の電圧範囲である±２０ｍＶ　（−２０−＋　２０
ｍ　Ｖ　）付近の範囲内である。

出力インピーダンスが高くなる範囲は、並列に逆接続し
たダイオード３７．３８の種類を選択することにより変
化させることが可能である。つまり、使用するダイオー
ドとして、通常のシリコンダイオードを使用すれば、±
０．７ｖの出力範囲（−０，７〜＋０．７ｖの範囲）で
、インピーダンスが非常に高い領域が得ら札　また、ダ
イオードとして３７．３８としてショットキーダイオー
ドを用いれば、±０．ＺＶの出力範囲ないし±０．５■
出力範囲で出力インピーダンスの非常に高い領域がそ一
λ谷 れぞれ得られる。

上記した回路以外にも、Ｏｖあるいはほぼ電源電圧まで
能動的に出力可能な出力回路は種々のものが考えられる
が、これらの回路も本発明の出力回路として適用できる
のはもちろんである。

但し、オープンコレクター、オープンドレーン、あるい
はスイッチなどは、オフ時のインピーダンスが極めて高
く、アフターポテンシャルを放電する能力がないから使
用できない。また、エミッター接地のコンプリメンクリ
−プッシュプルは常時電流を流していないとインピーダ
ンスが高いので、ペースメーカーには不向きである。

このような本発明に係る出力回路５６及び逆接続したダ
イオード３７．３８によれば、ペーシングパルスが発生
していない間にはＲ波を入出力端子４から効率よく検出
でき、ペーシングパルスが入出力端子４から出力される
場合には、ペーシングパルスのアフターポテンシャルは
急激に減衰さ瓢　アフターポテンシャルのためにＲ波検
知回路への入力を停止しなければならない時間は極めて
−ト 短くなり、Ｒ波の検知漏れが減少する。しかもスイッチ
を使用しない出力回路なので、スイッチのオン・オフに
よって生じる電位の急激な変動もない。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲で種々に改変することが可能である
。

例えば、本発明に係るペースメーカは、出力回路５６及
びダイオード３７．３８以外の回路構成は、特に限定さ
れず、例えｌｆｌ　　第７図に示すような回路構成であ
っても良い。

第７図に示す回路では、第１図に示すスイッチングパル
ス発生回路５５及びスイッチング回路５０を設けること
なく、その代わりに、絶対値回路６０及びパルス引き下
げ回路６２を設けている。

絶対値回路６０では、これに入力された信号波形を正負
いずれが一方の極性の波に変換する。その後、正負いず
れかの極性の信号をＲ液検知回路５２にかけて、Ｒ波を
検出する。例えば、絶対値回路６０の出力を正とし、正
極の波を正極側に若Ｆ 千のスレシホールドを持たせた比較回路としてのＲ液検
知回路５２で検出するようにしておく。そうすればＲ波
が入力してない時には、比較レベルの下であるので、Ｒ
液検知回路５２はトリガーせず、Ｒ波が入力して比較レ
ベルを越した時、比較回路としてのＲ液検知回路５２は
反転して、　トリガーパルスを、　トリガー制御回路５
３に出力する。

正極性の波に変換する絶対値回路６０の出力波形は、例
えば第８．９図（Ｄ）に示される。これら図に示すよう
に、絶対値回路を通せば、たとえ、入出力端子４に反対
極性の波形が入力されたとしても、絶対値回路６０の出
力波形は、同一波形となる。

パルス引き下げ回路６２は、ペーシングパルスが入出力
端子４に向けて出力された場合に、絶対値回路６０から
Ｒ液検知回路５２へ入る単極性の入力信号に、その極性
と反対極性で且つその人力信号より大きい電位の引き下
げパルスを所定時間加え、Ｒ液検知回路５２に所定値以
上の人力信号が入力することを防止する機能を有する。

−許 絶対値回路６０がらの出力信号が正極性の場合には、第
１０図（Ｂ）で示すような正と反対極性の負極性のパル
スをＲ液検知回路５２の入力側に入力させる。負極性の
パルス幅（時間）Ｔは、入出力端子４から入力されるペ
ーシングパルス及びそのアフターポテンシャルの影響時
間以上の幅であることが必要であり、一般的には、　２
０〜１５０ミリ秒である。また、パルス電位■は、入出
力端子４から入力さ汰　増幅回路１４、フィルター回路
５１及び絶対値回路６０を通過した第１０図（Ａ）に示
すようなペーシングパルス及びそのアフターポテンシャ
ルの最大波形電位Ｖ２よりも大きいことが好ましい。そ
うすれｉｆ、　　Ｒ液検知回路５２の入力側において、
ペーシングパルス及びそのアフターポテンシャルに相当
する第１０図（Ａ）に示す波形に、同図（Ｂ）に示すパ
ルスが加わり、同図（Ｃ）に示す波形となる。

同図（Ｃ）に示す波形がＲ液検知回路５２に入力された
としても、ペーシングパルス及びそのアフターポテンシ
ャルに相当する波形は、引き下げ屹１ パルスにより十分引き下げられているため、所定値以上
の信号を検知する比較回路としてのＲ液検知回路５２に
おいては、その信号をＲ波と誤検知することはない。上
記動作の説明では、絶対値回路６０の出力が正の場合で
あったカζ　絶対値回路６０の出力を負とし、以後の極
性を全部逆として回路を構成しても全く同様に作動する
。

このように構成すれば、スイッチング回路を使　、用し
なくとも、ペーシングパルス及びそのアフターポテンシ
ャルを比較回路としてのＲ液検知回路５２でＲ波と誤検
知することはなくなる。また、仮にスイッチ素子を使用
したとしても、その漏れ電流などによるパルスはＲ波検
出に影響を与えない。何故ならば、このスイッチ動作が
負側で行われているためである（正のノイズが出ない）
。

このようなペースメーカの回路においても、ペーシング
パルス発生回路５４と入出力端子４との間に、本発明に
係る出力回路５６及びダイオード３７．３８を接続すれ
ば、第１図に示す実施例と同様な作用を有する。特に、
この実施例では、う１ スイッチング回路を使用しなくとも、ペーシングパルス
及びそのアフターポテンシャルを比較回路としてのＲ波
検知回路５２でＲ波と誤検知することはなくなると共に
、パルス引き下げ回路６２によるパルス引き下げ時間Ｔ
を短くできるので都合がよい。

第７図に示すようなペースメーカのより具体的な回路図
を第１１図に示す。

第１１図において、符号４ａは入出力端子であり、　１
４ａは増幅回路で、オペアンプにより構成され数百倍の
増幅率を持つ。符号５１ａはフィルターであり、このフ
ィルターは、例えば低域通過型であり、オペアンプのバ
ッファーを持つ。符号６０ａは絶対値回路であり、この
絶対値回路は、オペアンプ２台による典型的な形式であ
り、正極性の出力信号を出力するようになっている。符
号５２ａは比較回路であり、この比較回路は、オペアン
プコンパレーター動作をさせており、比較電位を正側に
微調整して使用するようになっている。

この比較回路５２ａにおいては、比較電位より高い電位
が入力した時、正極性の出力信号を出し、それ以外では
負の出力信号を出す。絶対値回路６０ａからの出力は、
抵抗６４を介して比較手段５２ａの入力端に接続するよ
うになっている。

符号６２ａは負の電源で動作しているスイッチ信号発生
器であり、スイッチ信号発生器は、ベーシング出力をレ
ベルシフトして負のレベルとし、ベーシング出力の立ち
上がりに同期し、出力「テ」からはＯより負の出力がで
き、出力ｒＱＪからは負からＯの出力ができる１シヨツ
ト・マルチバイブレータ−で構成されており、ペーシン
グパルスの立ち上がりに同期して出力が出始め、数十ミ
リ秒間後に出力が停止するようになっている。スイッチ
信号発生器６２ａの出力側は、抵抗６６を介して比較回
路５２ａの入力端に接続しである。

これらスイッチ信号発生器６２ａ及び抵抗６６が、第６
図に示すようなパルス引き下げ回路６２を構成している
。抵抗６６の代わりに、ＦＥＴ６８を用いるようにして
も良い。また、信号発生器６２ａの出力からオープンコ
レクター、または−語 オープンドレインのトランジスターを比較回路５２ａの
入力端に接続し、これらのエミッター、あるいはソース
を負の電源に接続し、これらの゛ベース、あるいはゲー
トを負電位でスイッチすることによっても可能である。

第１１図中の符号５３ａは、心内心電を検知した後、約
２５０〜３００ミリ秒間、検知を停止するための１ショ
ットマルチバイブレータ−である。

このマルチバイブレータ５３ａは、比較回路５２ａの出
力信号を受けて、ペーシングパルス発生回路５４ａにリ
セット信号を送り、このペーシングパルス発生回路５４
ａからペーシングパルスのパルス間隔を算定するタイマ
ーをリセットさせる作用も有する。すなわち、このマル
チバイブレータ５３ａは、第７図に示すトリガー制御回
路５３に相当する。

なお、ペーシングパルス発生回路５４は、ｊｌとｔ２と
でパルス間隔とパルス幅を定めるようになっている。符
号５６はペーシングパルス出力回路である。

一許 ３１Ｗの」１來 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、単
に心内心電が入出力端子に入力しているとき、心内心電
が０■付近の比較的低い電圧範囲で・ある±２０ｍＶの
範囲内にあるため、出力回路及び逆接続されたダイオー
ドの作用により、入出力端子は高インピーダンスに設定
される。このため、心内心電は減衰することなくＲ波検
知回路に入力される。また、ペーシングパルスが入出力
端子から出力される場合には、そのアフターポテンシャ
ルは、心内心電に比較して非常に高い電圧範囲であるた
め、出力回路及び逆接続されたダイオードの作用により
、入出力端子が低インピーダンスに設定される。これに
よって、アフターポテンシャルは、ダイオードの順方向
電圧特性によって定まる０■付近の心向心電電圧範囲内
に速やかに減衰さ担　それ以降は時定数に応じて除々に
減衰される。したがって、アフターポテンシャルのため
にＲ波検知回路への入力を停止しなければならない時間
は極めて短くなり、Ｒ波の検知漏れが七− 減少する。　しかもスイッチを使用しない出力回路なの
で、スイッチのオン・オフによって生じる電位の急激な
変動もない。

［実施例］ 以下、本発明をさらに具体的な実施例により説明する力
ζ　本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

第１図に示すような回路を作成した。第１図に示す出力
回路５６としては、第２図に示す構成の回路を用いた。

　トランジスタ３０．　３２．　３３゜３５としては、
２８Ｃ２４５９を用い、　トランジスタ３１゜３４とし
ては、２ＳＡ１０４９を用い、ダイオード３７゜３８と
しては、ショットキーバリアダイオード（ｌ５２１８１
）を用い、抵抗３６としては、　１００キロオームのも
のを用いた。

この回路の入出力端子４に第１３図に示すような疑似負
荷回路２を接続し、その評価試験を行ったところ、電源
として＋４．５Ｖ、−３Ｖの電位を与え、入出力端子４
に実際に出力されたペーシングパルスの出力パルス波高
は、　３．８Ｖであり、吊子 力パルス幅は２ミリ秒が得られた。このときのアフター
ポテンシャルを図中の０点で測定したところ、アフター
ポテンシャルの電位が５　ｍＶ以下になるまでの時間は
、ペーシングパルスの出力後５５ミリ秒にとどまった。

このためにスイッチング回路５０による入力禁止時間は
７０ミリ秒程度あれば十分となる。そして、この入力禁
止時間以外では心内心電の検出は２〜２０ｍＶの間で全
く問題なく検出することができた。

このように、以上のような回路をペースメーカーの出力
段に挿入すれば、ペーシングパルスの出力後、それによ
って生じるアフターポテンシャルを速やかに減衰させる
ことができ、これによって、心内心電のＲ波が、そのア
フターポテンシャル内に埋もれることなく確実に検出す
ることができることになる。

【図面の簡単な説明】

第１，７図はそれぞれ本発明の一実施例に係るペースメ
ーカのブロック図、第２〜６図は第１図に示す出力回路
の変形例を示す回路図、第８〜モ １０図は本発明に係る回路途中の信号波形を示す概略図
、第１１図は第７図に示すブロック図をさらに具体化し
た回路図、第１２図はペーシングパルスの波形を示すグ
ラフ、第１３図は疑似負荷回路の回路図、第１４図は心
電図の概略図、第１５図〜第１９図はペースメーカーに
用いられるスイッチング回路の回路図、第２０図は従来
のペースメーカの回路におけるアフターポテンシャルの
影響を示すグラフである。 ４、４ａ・・・入出力端子、３７．３８・・ダイオード
、５０・・・スイッチング回路、５２・・Ｒ波検知回路
、６０・絶対値回路、 ５４　ペーシングパルス発生回路、 ５５・・スイッチングパルス発生回路、５６・・出力回
路、 ６２・・パルス引き下げ回路。 ｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｕど＼　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ど＼＜　
　　　　　　　　　　口 ＜　　　　　　　　　　　ｍ へ　　　　　　　　　　　　へ ○　　　　　　　　　　　　　ρ 凸へ ○　　　　　　　　　　　　　ρ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）心内心電を検出するために心臓に留置される電極と
   、 この電極から入力された心内心電のＲ波を検出し、Ｒ波
   が検知された場合に、出力信号を発生するＲ波検知回路
   と、 Ｒ波検知回路の出力信号に基づき、前記Ｒ波の周期を判
   別し、Ｒ波が所定間隔以下の周期で検出される場合には
   、ペーシングパルスを前記電極から出力させず、Ｒ波が
   所定間隔以上検出されない場合には、ペーシングパルス
   を前記電極から出力させるペーシングパルス発生回路と
   、 前記電極からの入力信号を前記Ｒ波検知回路に向けて送
   り込むとともに、前記ペーシングパルス発生回路からの
   出力信号を前記電極に向けて送り込む入出力端子とを有
   するペースメーカであって、前記ペーシングパルス発生
   回路と前記入出力端子との間には、ほぼ０Ｖまであるい
   は電源電圧までの電圧を能動的に出力する特性を有する
   出力回路と、互いに並列に逆接続された一対のダイオー
   ドとが、前記入出力回路に向けてこの順序で接続してあ
   ることを特徴とするペースメーカー。 ２）前記出力回路は、最低出力電圧が０プラスマイナス
   ０．６Ｖ以内、または、最高出力電圧が電源電圧マイナ
   ス０．６Ｖ以上の電圧を出力できる特性を有し、 逆接続された前記ダイオードは、それぞれシリコンダイ
   オードであることを特徴とする請求項第１項に記載のペ
   ースメーカー。 ３）逆接続する前記ダイオードは、それぞれシリコンシ
   ョットキーバリアダイオードであることを特徴とする請
   求項第１項に記載のペースメーカー。