JPH05500180A

JPH05500180A - 組織収縮の刺激のための医用器具

Info

Publication number: JPH05500180A
Application number: JP2513252A
Authority: JP
Inventors: ヘグネリト、クルト; ストラントベルヒ、ハンス
Original assignee: ペースセッター　アクチボラゲット
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1990-09-07
Publication date: 1993-01-21
Also published as: EP0490985A1; EP0490985B1; US5312448A; DE59004255D1; AU635777B2; WO1991003272A1; AU6416690A

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】組織収縮の刺激のための医用器具この発明は、刺激電位を導（端子と基準電位を導（端子とを有する組織収縮の電気的刺激装置と、入力側に二つの端子を有し両端子の間の電位差に相応する信号を形成するようにした刺激による組織収縮検出装置と、生体への基準電圧印加装置と、刺激しようとする組織に接触する二つの接触部品を有する二極電極とを備え、その際組織収縮の刺激のために刺激装置の刺激電位を導（端子が電極の両接触部品のうちの少なくとも一つと接続され、刺激装置の基準電位を導く端子が基準電位の印加装置と接続され、刺激の行われた後に刺激による組織収縮検出装置の端子のうちの一つが電極の両接触部品のうちの一つと接続されているようにした、生体に植え込み可能な医用器具に関する。

欧州特許出願公開第０２３６５６２号公報から知られているこの種の医用器具は二極電極を備える心臓ベースメーカである。この公知の心臓ベースメーカは、出力側が刺激電位を導く端子を介して電極の遠位端部の第１の接触部品と接続され、基！１！電位を導く端子を介して心臓ベースメーカのケースと接続されている心臓組織の刺激装置を有する。刺激に対する心臓の反応（刺激応答）の検出のために、相応の装置の入力側は一方では基４１！位と接続され、また他方では二極電極の第２のリング形接触部品と接続されている。刺激電位を加えられる第１の接触部品と刺激応答を検出する第２の接触部品とが望ましくは少なくとも０．５ｃｍの相互間隔を置いて配置されることにより、検出された刺激応答と組織領域中で刺激が進行する際に第１の接触部品の周りに引き起こされる分極現象との重畳が低減される。

この発明によれば前記の種類の医用器具において、刺激の行われた後に刺激による組織収縮検出装置の他方の端子が電極の他方の接触部品と接続される。従って刺激による組織収縮は二極により電極の両接触部品間で検出される。確かに特にアメリカ合衆国特許第４５３２９３１号、同第４７２６３７９号明細書及びフランス共和国特許出願公開第２５２４８０８号公報から、組織収縮が二極で検出されることが知られているが、しかしこれらの従来例では自発的な刺激によらない組織収縮の検出だけが行われる。この発明に基づく器具の場合には両接触部品が刺激すべき組織領域と接触しているという状況のゆえに、組織が刺激後にそれに基づく分極により両接触部品の範囲にほぼ同じ電位を有する。刺激による組織収縮検出装置がその端子の間の電位に相応する信号を形成し、その端子が刺激に引き続いて各一つの接触部品と接続されるので、組織の分極が刺激による組織収縮検出装置の大きい出力信号を招くおそれがなく、このことは刺激による組織収縮検出装置の過負荷が防止されるということを意味する。刺激が組織収縮を誘発すると、組織の刺激による組織収縮に基づく電位変化が有限な速度で伝わると１つ状況のゆえに、電位変化が一方の接触部品においては他方の接触部品におけるより早（現れるので、電位差が両接触部品の間に従って刺激による組織収縮検出装置の端子の間に生じ、従ってこの検出装置は刺激による組織収縮の検出に相応する信号を供給する。しかし刺激による組織収縮に基づく電位変化が接触部品に現れるのに要する時間差が検出を可能にするのに十分に大きいということを保証するために、接触部品間の間隔は１ｍｍを下回らないようにすべきである。従ってこの発明に基づく器具によれば刺激による組織収縮の確実な検出が技術的に簡単な経済的なかつ省エネルギー的な方法で可能となることが明らかとなる。

この発明の第１の有利な実施態様によれば、組織収縮の刺激のために刺激装置の刺激電位を導（端子が電極の一つの接触部品だけと接続され、電極の接触部品間の間隔が最大で５ｍｍである。この手段により、電極の一つの接触部品だけが刺激電位を導く端子と接続されているにもかかわらず、接触部品の間隔が最大で５ｍｍであるので、刺激の行われた後に電極の両接触部品の範囲の刺激しようとする組織領域がほぼ同じ量だけ分極されるということが保証される。従って刺激による組織収縮検出装置の過負荷が防止される。

この発明の別の有利な実施態様によれば、組織収縮の刺激のために刺激装置の刺激電位を導く端子を電極の両接触部品と接続する切り換え装置が設けられる。

この手段により刺激の後に両接触部品の範囲には正確に同じ組織分極が生じる。

なぜならば両接触部品の範囲の刺激しようとする組織領域が刺激エネルギーを供給されるからである。従って接触部品は相互に５ｍｍを超える間隔を有することもできる。特に本来刺激されるべきでない組織領域までも刺激を受けることを防止するために、両接触部品がなお刺激すべき組織領域と接触していることを保証しなければならない。

刺激による組織収縮の確実な検出は、刺激による組織収縮検出装置がしきい値検出器を後置された帯域フィルタを備えることにより有利に達成される。その際帯域フィルタの伝達関数は、周波数又は傾斜に関して刺激による組織収縮に対して典型的な信号だけが帯域フィルタを通過できるように選ばれている。この発明の有利な実施態様によれば、更に自発的な組織収縮検出装置が設けられて制御ロジックと接続され、自発的な組織収縮検出装置により所定の期間の経過前に自発的な組織収縮を検出できないときは、そのつど制御ロジックが刺激装置を作動させる。組織収縮が起こらないと刺激が実際上必要である。

自発的な組織収縮の別個の検出装置を設けることは必ずしも必要でない。なぜならば自発的な組織収縮検出装置はこの発明の有利な実施態様によれば、刺激による組織収縮検出装置により構成できるからであり、その際更に刺激による又は自発的な組織収縮検出装置の異なる感度の設定装置が設けられる。自発的な組織収縮の単極の検出を可能にするためにこの場合には、自発的な組織収縮の検出のために刺激による組織収縮検出装置の一つの端子を基準電位印加装置と接続できる切り換え装置が設けられるのが合目的的である。

しかしながら刺激による及び自発的な組織収縮検出装置の入力側が強固に両接触部品と接続されるのが有利である。このことは切り換え装置が必要でなく、刺激による及び自発的な組織収縮の検出が同一の装置により二極で行われることを意味する。この方法によればたまたま起こる干渉信号を検出し消去するのが比較的容易である。なぜならば刺激による及び自発的な組織収縮の検出が連続的に同一の装置により行われるからである。これに関連して一層確実な検出は、組織収縮の電気的刺激装置が基準電位に比べて負の刺激電位を発生させ、刺激の行われた後に刺激による組織収縮の検出のために異なる検出感度設定装置が、帯域ろ過された信号を第１のしきい値より上回ることについて監視するしきい値検出器に第１のしきい値を設定し、次の第２の期間中に自発的な組織収縮の検出のために異なる検出感度の設定装置が、帯域ろ過された信号を第２のしきい値より下回ることについて監視するしきい値検出器に第２のしきい値を設定することにより達成される。その際刺激による組織収縮に相応する信号の場合には正の側縁が、また本来の組織収縮の場合には負の信号側縁がそれぞれ最も急傾斜であり、従って確実な検出のために最も適しているという状況が利用される。

次にこの発明の説明のために図面を引用する。詳細には、第１図は、心臓ベースメーカとして構成されたこの発明に基づ（器具の第１の実施例を示し、第２図は、心臓ベースメーカの電極の心臓中への固定のために用いられる端部を拡大図で示し、第３図は、心臓ベースメーカのための第２の実施例を示し、第４図は、心臓ベースメーカのための第３の実施例を示し、第５図は、刺激パルス発生器と刺激による心筋収縮の検出のための検出器装置とのブロック線図を示し、第６図は、刺激パルス発生器により発生させられた刺激パルスと第５図に示された切り換え部品のための制御信号との時間線図を示し、第７図は、帯域ろ退部後の刺激による及び自発的な心筋収縮の曲線を示す。

第１図に示された実施例の場合には、符号１は植え込み可能な心臓ベースメーカを示し、その構成部品は導電性材料例えばチタンから成り略示された気密な植え込み可能なケース２中に収容されている。ＶＶＩモードで働（心臓ベースメーカ１から二極電極３が生体の略示された心臓４へ通じ、心臓で心室望ましくは右心室中に植え付けられている。二極電極３は二つの導体３ａ、３ｂを有する。

第２図に示すように、二極電極３は同軸ケーブル５２がら成り、その内側導体は導体３ａに相応しそのシールドは導体３ｂに相応する。導体３ａ、３ｂは二つの接触部品５１ａ、５１ｂへ通じ、これらの接触部品は心筋組織に電気的に接触するために用いられる。接触部品５１ａは先端として構成され、また接触部品５１ｂはリングとして構成されている。両接触部品５１ａと５１ｂの間には５ｍｍの程度の大きさの間隔が存在する。

心臓ベースメーカ１は特にＲＯＭ６及びＲＡＭ７が付設されたマイクロプロセッサ５を備え、ＲＯＭ６及びＲＡＭ７はデータ線８．９及びアドレス線１ｏ、１１を介してマイクロプロセッサ５と接続されている。更にＲＡＭ７を書き込み動作から読み出し動作へ及びその逆へ切り換えるために用いられる導線１３が、マイクロプロセッサ５からＲＡＭ７へ通じている。ＲＯＭＢ中には心臓ペースメーカ１の全機能を制御するプログラムが記憶されている。従って以下でマイクロプロセッサ５が所定の機能を実施することが問題となるときは、ＲＡＭＴ中に存在するデータ及びＲＡＭ７へ他の方法で例えば入力回路を経て供給されたデータを利用しながら、ＲＯＭＢ中に記憶されたプログラムを実施することにより、マイクロプロセッサ５がそれぞれの機能の実施のために働くという意味に解すべきである。マイクロプロセッサ５がパラメータに対して所定の値を設定することが問題となるときは、このことは特に断らない限り、所定の値に相応するデータがマイクロプロセッサ５によりアクセス可能なＲＡＭＴ中に記憶されていることを意味する。

マイクロプロセッサ５には水晶１４が接続され、この水晶はマイクロプロセッサ５の作動のために必要なりロック信号を発生させるために用いられ、更に心臓ペースメーカの作動のための時間基準を示す。マイクロプロセッサ５は、全体を符号１５で示された複数のチャネル１６．１７．１８を有する入力／出力回路を有する。

チャネル１６は必要な場合に、刺激による心筋収縮を誘発する電気的刺激パルスを心臓４に供給するために用いられる。従ってチャネル１６は、出力導線２１により電極３の導体３ａと接続され、刺激電位を導く端子及び基準電位を導（端子を有する刺激パルス発生器２０を備える。基準電位を導く端子はケース２と導電接続されている。このことは刺激パルス発生器２０の基準電位を導（端子ばかりでな（ケース２も接地記号を備えることにより示されている。従って二極電極３が設けられているにもかかわらず刺激は単極で行われる。すなわち刺激電位は電極３の先端５１ａを経て心筋組織に印加され、基準電位は心臓の外部で心臓ペースメーカ１のケース２を囲む組織に印加される。刺激パルス発生器２０はマイクロプロセッサ５の相応の出力端と接続された導線２２を経て、刺激パルスを放出するために作動させられる。刺激パルスの持続時間及び振幅従ってエネルギー含有量に関するディジタルデータが、マイクロプロセッサ５から導線２３を経てＤ −Ａ変換器２４へ達し、このＤ−Ａ変換器は刺激パルス発生器２ｏに制御線２５を介してディジタルデータに相応するアナログ制御信号を供給する。この制御信号は必要な場合に所定のエネルギー含有量の刺激パルスを発生させ、それにより心臓４を所定の刺激強さにより刺激するように、刺激パルス発生器２ｏを調節する。

チャネル１７は専ら自発的な心筋収縮従って本来の心拍を検出するために用いられる第１の検出器装置２７を有する。第１の検出器装置２７は入力線２８を経て電極３の導体３ａと接続された信号入力端及び基準電位を導く端子を有する。

その際基準電位は基準電位を導く端子に付けられた接地記号により示されるように、刺激パルス発生器２０の相応の端子及びケース２が導くのと同じ基準電位である。従って二極電極３が設けられているにもかかわらず第１図に示す実施例の場合には、自発的な心筋収縮の検出が第１の検出器装置２７により単極で行われる。従って心臓４の電気的活動に相応する信号は電極３の先端５１ａにより検出され、第１の検出器装置２７の基準電位を導く端子は心臓ペースメーカ１のケース２を囲む組織の電位に置かれている。第２の検出器装置２７が電極３の導体３ａを経てこれに供給され心臓４の電気的活動に相応する信号中に自発的な心筋収縮を検出すると、第２の検出器装置２７は導線２９を経てこれを示す信号をマイクロプロセッサ５の相応の入力端に与える。心臓の電気的活動に相応する信号中に本来の心拍にとって典型的な傾斜及び／又は振幅を有する現象が生じるときに、第１の検出器装置２７がこの信号を出す。マイクロプロセッサ５は導線３０を経てＤ−Ａ変換器３１と接続され、マイクロプロセッサ５からＤ−Ａ変換器３１へ供給されるディジタルデータが相応のアナログ信号として制御線３２を経て第１の検出器装置２７へ転送される。ディジタルデータ又は相応のアナログ信号は、第１の検出器装置２７の感度を、従って心臓４の電気的活動に相応する信号中の現象が本来の心拍として検出されるために少なくとも有しなければならない傾斜及び／又は振幅を設定するために用いられる。制御線３３を経てマイクロプロセッサ５は更に第１の検出器装置２７へこれを完全に抑止する信号を供給することができ、そのときは本来の心拍の検出を示す信号はマイクロプロセッサ５マイクロプロセツサ５が導線２９を経て第１の検出器装置２７による本来の心拍の検出を示す信号を受け取るか、又はマイクロプロセッサ５が導線２２を経て刺激パルスの放出のために刺激パルス発生器２０を作動させると、マイクロプロセッサ５はカウンタとして働き始め、水晶１４の振動から導出されるクロックパルス数を数え始め、この数は基本期間に相応する。基本期間は本来の心拍の停止の際に心臓４が刺激さ□れる刺激周波数を決定する。基本期間中にチャネル１７を経てすなわち導線２９を経て本来の心拍の検出を示す信号がマイクロプロセッサ５に到達しないと、マイクロプロセッサ５は基本期間の経過の際に導線２２を経て刺激パルス発生器２０を作動させる。刺激パルスの放出に続いてマイクロプロセッサ５は刺激周波数を決定する基本期間に相応するクロックパルス数を改めて数え始める。これに反してマイクロプロセッサ５が基本期間の経過中に本来の心拍の検出を示す信号を第１の検出器装置２７から受け取ると、別の期間いわゆる不応期が経過する間はマイクロプロセッサ５は前記計数過程を中止し、刺激パルスの放出は行われないで基本期間の測定のための前記計数過程を改めて開始する。従って第１の検出器装置２７による本来の心拍の検出は不応期の経過後に刺激パルスの放出を阻止する。例えば４００〜２０００ｍ５の値にプログラム可能な基本期間より基本的に短い不応期は約２５０〜４５０ｍ５（プログラム可能）の間続く。不応期は絶対不応期とこれに続く相対不応期とに分割され、その際絶対不応期中は第１の検出器装置２７が完全に抑止される。

マイクロプロセッサ５は送信／受信コイル３６が接続されている遠隔測定回路３５と導線３４を経て結合されている。従って心臓ペースメーカ１はキーボード３８及びモニタ３９が接続された外部のプログラミング装置３７とデータを交換することができる。なぜならばプログラミング装置３７はここでも送信／受信コイル４２が接続された第２の遠隔測定回路４１と導線４０を経て接続されているからである。心臓ペースメーカ１とプログラミング装置３７との間のデータ交換のために、プログラミング装置３７に従属する遠隔測定回路４１の送信／受信コイル４２は、このコイルが心臓ペースメーカ１の送信／受信コイル３６と誘導結合されるように、心臓ペースメーカ１を植え込まれた生体の身体表面上に位置決めされる。そのときプログラミング装置２７へＲＯＭ６及びＲＡＭ７に記憶されたデータをチェックのために供給することができる。更に心臓ペースメーカ１の作動特性従って刺激しようとする心臓４との協力に影響を与えこれを変更するような、変更された又は追加のデータをプログラミング装置３７から心臓ペースメーカ１のＲＡＭ’７に供給することができる。この過程は通常プログラミングと呼ばれる。

マイクロプロセッサ５の入力／出力回路のチャネル１８は、刺激パルスが実際上心筋収縮従って刺激による心拍を誘発するように、刺激強度従って刺激パルス発生器２０により発生させられる刺激パルスのエネルギー含有量を調節することを、ＲＯＭ５中に記憶されたプログラムによりマイクロプロセッサ５が実施できるように、必要なデータをマイクロプロセッサ５に提供するために用いられる。

チャネル１８はこの目的のために専ら刺激による心筋収縮の検出のために用いられる第２の検出器装置４３を備える。第２の検出器装置は二つの端子を有し、これらの端子のうち一方の端子は導線４４を経て電極３の導体３ａ従って先端５１ａと接続され、他方の端子は導線４５を経て電極３の導体３ｂ従ってリング５１ｂと接続されている。従って第２の検出器装置４３は前記第１の検出器装置２７と対照的に、刺激パルス発生器２０により放出された刺激パルスに応じて生じる心筋収縮を検出する。第２の検出器装置４３が刺激による心筋収縮を検出すると、相応の信号が導線４６を経て第２の検出器装置４３の出力端からマイクロプロセッサ５の相応の入力端へ達する。マイクロプロセッサ５は制御線４７を経て相応の信号により第２の検出器装置４３の入力又は出力を抑止することができる。

マイクロプロセッサ５が導線４８を経てＤ−Ａ変換器４９にディジタルデータを供給し、Ｄ−Ａ変換器４９がこれらのデータを相応のアナログ信号へ変換し、このアナログ信号が第２の検出器装置４３に信号線５０を経て供給されることにより、第２の検出器装置４３の感度をマイクロプロセッサ５により後述する方法で設定することができる。

マイクロプロセッサ５により絶対不応期の経過後にだけ出力が解放される第１の検出器装置２７の場合とは異なって、刺激による心筋収縮の検出を特に可能にするために、第２の検出器装置４３の場合には検出を刺激の直後に行うことができなければならない。従ってマイクロプロセッサ５は刺激パルスの放出の数ｍｓ後に、短い期間例えばＬｏｏｍｓの間、刺激による心筋収縮の検出のために第２の検出器装置４３を作動する。しかしながらその際第２の検出器装置４３を介しての刺激による心筋収縮の検出が、刺激パルス発生器２０による刺激パルスの放出を阻止できないことが重要である。阻止は前記前提のもとに第１の検出器装置２７による本来の心拍の検出によってしか行うことができない。

第３図にはこの発明に基づくベースメーカのための第２の実施例が示され、この実施例は前記の実施例とは二、三の点だけで異なり、それゆえに同じ要素はそれぞれ同じ符号を有する。第３図に示す心臓ベースメーカはまず検出器装置２７を備えるチャネル１７が欠けていることにより前記の心臓ベースメーカと異なっている。その結果チャネル１８の検出器装置４３は、刺激による心筋収縮の検出のためばかりでなく自発的な心筋収縮の検出のためにも用いられる。従ってマイクロプロセッサ５は検出器装置４３の入力又は出力を導線４７を介して前記のように刺激パルスの放出に続いて解放するばかりでなく、更に各基本期間中にも絶対不応期に続いて解放し、このことは検出器装置４３による自発的な心筋収縮の検出を可能にするために必要である。その際マイクロプロセッサ５は刺激による又は自発的な心筋収縮の検出のために、検出器装置４３の異なる感度をＤ−Ａ変換器４９を介して設定するようにすることができる。第３図に示すように、電極３のリング５１ｂと接続された導体３ｂから検出器装置４３へ通じる導！４５中に、マイクロプロセッサ５により制御線５８を介して操作可能な電子式切り換えスイッチ５７が設けられている。その際切り換えスイッチ５７は刺激による心筋収縮の検出のために第３図に示された切り換え位置を取り、この切り換え位置では検出器装置４３の入力端が第１図に関連して述べたように電極３の先端５１ａ又はリング５１ｂと接続されている。自発的な心筋収縮の検出のためにマイクロプロセッサ５が切り換えスイッチ５７を図示されていない切り換え位置へ切り換え、この位置では導線４５が基準電位従って心臓ベースメーカ１のケース２と接続され、従って自発的な心筋収縮の検出は単極で行われる。

別の差異は、第３図に示す心臓ベースメーカがマイクロプロセッサ５による制御線６０を経て操作される別の電子式切り換えスイッチ５９を備えるということにある。電子式切り換えスイッチ５９が第３図に示された切り換え位置を取ると、刺激による及び自発的な心筋収縮の検出のために必要であるように電極３の導体３ｂが導線４５に接続される。しかしながら刺激パルスの放出のために、切り換えスイッチ５９が第３図に示されていない切り換え位置を取るようにマイクロプロセッサ５が切り換えスイッチ５９を操作すると、この位置では電極３の導体３ｂは刺激パルス発生器２０の刺激電位を導（端子から電極３の導体３ａへ通じる導線２１と接続される。その際マイクロプロセッサ５が切り換えスイッチ５９の切り換え位置を刺激パルスの期間だけ上記のように変更することが重要である。

従って心筋組織には刺激パルスが電極３の先端５１ａ及びリング５１ｂを経て供給されることが明らかである。従って心筋組織は刺激パルスの放出後に、電極３の先端５１ａの範囲にばかりでなくリング５１ｂの範囲にもそれぞれ同じ分極を有する。従って検出器装置４３の過負荷の危険が存在せずに、電極３の先端５１ａとリング５１ｂとの間に存在する間隔を５ｍｍより太き（することができる。

間隔が５ｍｍより小さい限りは別の切り換えスイッチ５９を省略することもでき、また同様に接触部品５１ａと５１ｂとの間の間隔が５ｍｍより大きいときには、第１図に示す実施例の場合に別の切り換えスイッチ５９を設けることもできる。

第４図にはこの発明に基づく心臓ベースメーカのための第３の実施例が示され、この実施例の場合には第３図に示す実施例の場合と同様に、検出器装置４３が自発的な心筋収縮の検出のためばかりでなく刺激による心筋収縮の検出のためにも用いられる。しかしながら前記実施例と異なって検出器装置４３の入力側端子は強固に電極３の接触部品５１ａ、５１ｂと接続されているので、自発的な心筋収縮の検出も刺激による心筋収縮の検出も二極で行われる。検出器装置４３は各刺激パルスの後に所定の期間の間、起こり得る刺激による心筋収縮の検出のために作動し、続いて不応期の経過後に本来の心拍の検出のために作動する。その際マイクロプロセッサ５はＤ−Ａ変換器４９を介して検出器装置の異なる感度を、刺激による又は自発的な心筋収縮の検出のために設定することができる。

第５図には、種々の実施例で述べた刺激パルス発生器２０及び検出器装置４３が第４図に示す回路に相応して詳細に示されている。刺激パルス発生器２０は電池から給電される充電回路５３を備え、この充電回路により第１のスイッチ対Ａを経て充電回路５３の出力端に接続された充電コンデンサ５４が、マイクロプロセッサ５によりＤ−Ａ変換器２４を介して設定された電圧値に充電される。充電コンデンサ５４の正の基準電位を導く端子は第２のスイッチ対Ｂを介して心臓ベースメーカ１のケース２と接続され、負の刺激電位を導（端子は出力コンデンサ５５を介して電極３の先端の接触部品５１ａと接続される。更に高抵抗の並列抵抗５６を備えるスイッチＣが設けられ、スイッチＣ及び抵抗５６は接触部品５１ａを出力コンデンサ５５を介して心臓ベースメーカのケース２と接続する。

検出器装置４３は入力側に帯域フィルタ６１を有し、この帯域フィルタは第３のスイッチ対り及び入力コンデンサ６２を介して電極３の両接触部品５１ａ、５１ｂと接続されている。帯域フィルタ６１の入力端は別のスイッチＥにより短絡できる。別のスイッチＥはスイッチＣ及びスイッチ対Ａ、Ｂ、Ｄと同様に、従属する制御線２２．５０を経てマイクロプロセッサ５により制御される。帯域フィルタ６１はフィルタ作用のほかに信号増幅のための増幅機能をも備えることができる。帯域フィルタ６１の伝達関数は、周波数又は傾斜に関して刺激による心筋収縮に対し典型的な信号成分だけが帯域フィルタ６１を通過できるように選ばれている。帯域フィルタ６１の出力信号は比較器６３の非反転入力端（＋）に達し、この比較器はこの信号の振幅を制御線５０を経て反転入力端（−）に供給されるしきい値信号と比較する。しきい値信号はＤ−Ａ変換器４９の出力信号である。

帯域フィルタ６１の出力信号の振幅がしきい値信号のレベルを上回るか又は下回ると、比較器６３の出力信号が一方の極値から他方の極値へ急変する。

第６図は時間線図で、刺激パルス発生器２０により発生させられた負の刺激パルス６４とこれに続く急速放電パルス６５、並びに刺激パルス発生器２０及び検出器装置４３の制御のためにマイクロプロセッサ５によりスイッチ対Ａ、Ｂ、Ｄ及びスイッチＣ，Ｈに与えられ第６図に同一符号で示された制御信号のための一例を示す、その際ゼロと異なる信号状態は従属するスイッチが閉じられていることを示す。スイッチ対Ａが閉じられている間は、充電コンデンサ５４が充電回路５３により発生させられた出力電圧に充電される。負の刺激パルス６４の発生のためにいまやスイッチ対Ａが開かれると、スイッチ対Ｂが約１ｍｓの間開じられる。続く短い休止の後にスイッチＣが約４ｍｓの間開じられ、それにより出力コンデンサ５５が急速放電される。刺激パルス複合体６４．６５の持続時間中は帯域フィルタ６１の入力端がスイッチ対りにより電極３の接触部品５１ａ、５１ｂから切り離され、更に別のスイッチＥを介してもう少し長い間短絡される。

検出器装置４３による心筋収縮の検出を説明するために、第７図の上側には接触部品５１ａと５１ｂの間で従って二極により測定された刺激による心筋収縮の曲線６６と、自発的な本来の心筋収縮の曲線６７とが示されている。下側には帯域フィルタ６１によるろ過後の相応の信号曲線６８．６９が示されている。第７図に示すように、刺激による心筋収縮に対する信号曲線６６は刺激の約５０ｍ５後に急な正の側縁を有し、この側縁は刺激に対する心臓の応答としての信号曲線６６の確実な同定を可能にする。同定はしきい値比較器６３が帯域ろ過された信号６８を第１の正のしきい値７０より上回ることについて監視するようにして行われる。刺激パルス６４に対する正の信号側縁の遅延は、信号側縁の発生時点で刺激により心臓組織中に引き起こされた分極現象が大部分数に消えているということを伴う。更に測定された信号に及ぼす分極現象の影響は、両接触部品５１ａ、５１ｂが両者相互の僅かな間隔に基づき分極させられた組織の範囲内にあるので、両接触部品５１ａと５１ｂとの間に分極に基づく大きい信号が発生しないということにより低減される。最後に帯域フィルタ６３は比較的緩やかに消える分極現象を阻止するように働く。本来の心拍の信号曲線６９の場合には負の側縁が最も急速であり、従ってしきい値比較器６３が帯域ろ過された信号６９を第２の負のしきい値７１より下回ることについて監視することにより、信号曲線６９の同定のために最も適している。

刺激パルス発生器２ｏにより発生させられた刺激パルスのエネルギー含有量の前記の自動的な調節は、前記のすべての三つの実施例においてマイクロプロセッサ５が刺激パルスの放出後に毎回、刺激による心筋収縮の検出を示す信号が検出器装置４３の出力端から導線４６を経て到達するかどうかをチェックするようにして行われる。もし到達しないならば、マイクロプロセッサ５がＤ−Ａ変換器２４にディジタルデータを供給し、Ｄ−Ａ変換器２４がこのデータをアナログ信号に変換し、刺激パルス発生器２０が前に放出したエネルギー含有量に比べて所定の段階だけ高いエネルギー含有量を有する刺激パルスを放出するように、アナログ信号が刺激パルス発生器２０を調節することにより、マイクロプロセッサ５が次の刺激パルスのエネルギー含有量を高める。このことは、検出器装置４３が各刺激パルスの後に刺激による心筋収縮を検出するような、刺激パルスのエネルギー含有量に対する設定が見いだされるまで行われる。その際発生させられた刺激パルスのエネルギー含有量は、検出器装置４３が刺激パルスの放出後にかろうじて刺激による心筋収縮を検出するような最小エネルギー含有量と、例えばこの最小エネルギー含有量の５０％の安全余裕との合計に等しいように、マイクロプロセッサ５がＤ−Ａ変換器２４を介して刺激パルス発生器２０を調節する。その際最小エネルギー含有量は、刺激パルスのエネルギー含有量が刺激による心筋収縮を誘発できるために少なくとも到達しなければならないいわゆる刺激いきに相応する。最小エネルギー含有量をめるために、検出器装、！４３が一連の刺激パルスの各刺激パルス後に刺激による心筋収縮を検出するような値を出発点として、少なくとも個々の刺激パルス後に検出器装置４３により刺激による心筋収縮がもはや検出できな（なるまで、マイクロプロセッサ５がときどき刺激パルスのエネルギー含有量を低減する。刺激パルスのこのエネルギー含有量を出発点として、かろうじて検出器装置４３が各刺激パルスの後に再び刺激による心筋収縮を検出するまで、マイクロプロセッサ５がエネルギー含有量を再び段階的に徐々に高める。そのようにして見いだされた値は刺激パルスの最小エネルギー含有量又は刺激いきである。

刺激パルスのエネルギー含有量の前記調節により、一方では患者の安全が保証されるということが達成される。なぜならば刺激は常にエネルギー含有量が最小エネルギー含有量を安全余裕だけ超える刺激パルスにより行われるからである。

他方では刺激パルスの放出による器具のエネルギー消費量が必要以上に高くならないということが保証される。なぜならばパルスのエネルギー含有量が常に必要な最小エネルギー含有量に目標を置いているからである。

ＩＧ　２ＦＩＧ　ＳＥ　ＦＩＧ　６

Claims

【特許請求の範囲】１．刺激電位を導く端子と基準電位を導く端子とを有する組織収縮の電気的刺激装置（２０）と、入力側に二つの端子を有し両端子間の電位差に相応する信号を形成するようにした刺激による組織収縮検出装置（４３）と、生体に基準電位を印加する装置（２）と、刺激すべき組織に接触する二つの接触部品（５１ａ、５１ｂ）を有する二極電極（３）とを備え、その際組織収縮の刺激のために刺激装置（２０）の刺激電位を導く端子が電極（３）の両接触部品（５１ａ、５１ｂ）の少なくとも一つと接続され、刺激装置（２０）の基準電位を導く端子が基準電位印加装置（２）と接続され、刺激の行われた後に刺激による組織収縮検出装置（４３）の端子のうちの一方が電極（３）の両接触部品（５１ａ、５１ｂ）のうちの一方と接続されているようにした、生体に植え込み可能な医用器具（１）において、刺激の行われた後に刺激による組織収縮検出装置（４３）の他方の端子が電極（３）の他方の接触部品（５１）と接続されていることを特徴とする生体に植え込み可能な医用器具。２．組織収縮の刺激のために刺激装置（２０）の刺激電位を導く端子が電極（３）の一方の接触部品（５１ａ）だけと接続され、電極（３）の接触部品（５１ａ、５１ｂ）間の間隔が最大で５ｍｍであることを特徴とする請求の範囲１記載の器具。３．組織収縮の刺激のために刺激装置（２０）の刺激電位を導く端子を電極（３）の両接触部品（５１ａ、５１ｂ）と接続する切り換え装置（５９）が設けられることを特徴とする請求の範囲１記載の器具。４．刺激による組織収縮の検出装置（４３）がしきい値検出器（６３）を後置された帯域フィルタ（６１）を備えることを特徴とする請求の範囲１ないし３の一つに記載の器具。５．自発的な組織収縮検出装置（２７、４３）が設けられて制御ロジック（５）と接続され、自発的な組織収縮検出装置（２７、４３）により所定の期間の経過前に自発的な組織収縮が検出できないときは、そのつど制御ロジック（５）が刺激装置（２０）を作動させることを特徴とする請求の範囲１ないし４の一つに記載の器具。６．自発的な組織収縮検出装置が刺激による組織収縮検出装置（４３）により形成され、刺激による又は自発的な組織収縮検出装置（４３）の異なる感度を設定する装置（４９）が設けられることを特徴とする請求の範囲５記載の器具。７．自発的な組織収縮の検出のために刺激による組織収縮検出装置（４３）の一つの端子を基準電位印加装置（２）と接続できる切り換え装置（５７）が設けられることを特徴とする請求の範囲６記載の器具。８．刺激による及び自発的な組織収縮の検出装置（４３）の入力側が電極（３）の両接触部品（５１ａ、５１ｂ）と強固に接続されていることを特徴とする請求の範囲６記載の器具。９．組織収縮の電気的刺激装置（２０）が基準電位に比べて負の刺激電位を発生させ、刺激の行われた後に刺激による組織収縮（６６）の検出のための第１の期間中は、異なる検出感度の設定装置（４９）が第１のしきい値（７０）をしきい値検出器（６３）に設定し、しきい値検出器（６３）が帯域ろ過された信号（６８）を第１のしきい値（７０）より上回ることについて監視し、自発的な組織収縮（６７）の検出のための、続く第２の期間中は異なる検出感度の設定装置（４９）が第２のしきい値（７１）をしきい値検出器（６３）に設定し、しきい値検出器（６３）が帯域ろ過された信号（６９）を第２のしきい値（７１）より下回ることについて監視することを特徴とする請求の範囲８記載の器具。