JPH0647022B2 - 心臓ペ−スメ−カ− - Google Patents

心臓ペ−スメ−カ−

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JPH0647022B2
JPH0647022B2 JP62147802A JP14780287A JPH0647022B2 JP H0647022 B2 JPH0647022 B2 JP H0647022B2 JP 62147802 A JP62147802 A JP 62147802A JP 14780287 A JP14780287 A JP 14780287A JP H0647022 B2 JPH0647022 B2 JP H0647022B2
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JP
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signal
pacing
cardiac pacemaker
rate
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アンデルス、レクホルム
デビツト、シー、アムンゾン
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シ−メンス、アクチエンゲゼルシヤフト
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Publication date
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/362Heart stimulators
    • A61N1/365Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential
    • A61N1/36514Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure
    • A61N1/36521Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure the parameter being derived from measurement of an electrical impedance
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、心臓、特に人間の心臓を整調するための心臓
ペースメーカーであって、整調レートが身体活動、たと
えば呼吸により制御されている心臓ペースメーカーに関
する。
〔従来の技術〕
ヨーロッパ特許出願第0,089,014 号明細書には、インピ
ーダンス測定から得られた信号が2つのしきいレベルと
比較される心臓ペースメーカーが記載されている。2つ
のしきいレベルの幅の外側に位置する信号部分はその後
の信号処理から除かれる。なぜならば、それらは特定の
一貫性を有しておらず、従ってまた呼吸活動の可能な発
生に寄与し得ないインピーダンス変動とみなされるから
である。2つのしきいレベルの幅の内側に位置する信号
部分のみがその後の評価のために利用される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、整調レートを制御するための身体活動
信号を得るためにより簡単な信号処理手順を許す改良さ
れた心臓ペースメーカーを提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的は、本発明によれば、 a)予め定められた整調レートで整調パルスを発生する
ための手段と、 b)整調のために整調パルスを心臓に伝達するための手
段と、 c)身体活動測定を実現するための手段と、 d)身体活動測定に関係して、身体活動レベルに従って
変化する身体活動信号を得るための手段と、 e)身体活動信号を、高いほうの振幅を有する信号部分
が低いほうの振幅を有する信号部分よりも大きい利得で
増幅されるように非線形に増幅するための手段と、 f)非線形に増幅された身体活動信号を或る時間にわた
り積分するための手段と、 g)積分された信号に関係して、予め定められた整調レ
ートを変更するための手段と を含んでいることを特徴とする心臓ペースメーカーによ
り達成される。
身体活動信号の非線形増幅および積分により小さい振幅
や高い周波数を有するノイズは自動的に消去される。し
きい評価はもはや必要でない。
好ましい実施例では、身体活動信号を非線形に増幅する
ための手段は身体活動信号を二乗するための手段を含ん
でいる。
他の好ましい実施例では、身体活動信号は呼吸信号であ
る。しかし、身体活動信号は身体加速度計、体内温度セ
ンサ、pHセンサ、pOセンサなどから得られた信号
であってもよい。
本発明の前記および他の目的、特徴および利点は以下に
その好ましい実施例を図面により詳細に説明するなかで
一層明らかである。
〔実施例〕
第1図および第2図には、整調されるべき人間の心臓が
全体として参照符号1を付して示されている。整調電極
2が人間の心臓1の中に、心臓を最も効率的に整調し得
る仕方および位置で挿入されている。整調電極2は整調
リード線3を通じて整調パルス発生器4と接続されてい
る。タイムベースユニット5が導線6を通じて整調パル
ス発生器4の整調レートを制御する。
第1図によれば、インピーダンス式呼吸運動計7は連続
的交流電流を発生するためのAC電源8と、復調器9
と、本発明を含むエネルギー測定装置10と、電圧‐パ
ルスレート変換器11とを含んでいる。AC電源8は導
線12、13により整調リード線3と接続されている。
復調器9は導線13、14により整調リード線3と接続
されている。このような構成によってAC電源8の電流
が整調パルス15と一緒に整調電極2に供給される。そ
れにもかかわらずこの実施例は、整調電極2を利用する
代わりに別の電極がインピーダンス測定のために設けら
れているように変形することができる。この場合、AC
電源8および復調器9は整調リード線3との接続を断た
れ、その代わりに第1図中に破線により示されているよ
うにリード線16を通じて別のインピーダンス測定電極
17と接続されていなければならない。いずれの場合に
も復調器9の出力信号(身体活動信号)は呼吸レートお
よび呼吸量の尺度である。
第1図では整調パルス発生器4、タイムベースユニット
5およびインピーダンス式呼吸運動計7はすべて、心臓
ペースメーカーのハウジングである植え込み可能な導電
性(金属製)ハウジング18の中に収容されている。金
属製ハウジング18は整調のための無関係電極と第1図
中に参照符号19を付して示されているインピーダンス
測定のための第2の電極との双方を定める。
第2図ではインピーダンス式呼吸運動計20は、本発明
を含むエネルギー測定装置10および電圧−パルスレー
ト変換器11に追加してサンプル・アンド・ホールド回
路21および差形成器22を含んでいる。インピーダン
ス式呼吸運動計20のサンプル・アンド・ホールド回路
21は、呼吸信号が整調パルス15の振幅減衰Dの評価
時に整調パルス15から得られるような仕方で整調パル
ス15を処理するため導線23を通じて整調パルス発生
器4の整調リード線3と接続されている。振幅減衰Dは
呼吸の間に交番する身体インピーダンスに従って変化す
る。測定は電圧および電流の除算により行われてもよ
い。第1図の実施例と同じく製調パルス発生器4、タイ
ムベースユニット5およびインピーダンス式呼吸運動計
20はすべて、心臓ペースメーカーのハウジングである
植え込み可能な導電性(金属製)ハウジング18の中に
収容されている。同じく金属製ハウジング18は整調の
ための無関係電極と第2図中に参照符号19を付して示
されているインピーダンス測定のための第2の電極との
双方を定める。
第1図および第2図中に示されているように、整調パル
ス発生器4は電池26(スイッチ位置A)と整調リード
線3(スイッチ位置B)との間をスイッチ25により切
換えられ得る出力キャパシタ24を含んでいる。スイッ
チ位置Aでは出力キャパシタ24は電池26により電圧
V1に充電される。スイッチ位置Bでは出力キャパシタ
24は整調パルス15として整調リード線3を通じて放
電される。
第2図の実施例では放電の大きさは呼吸中の患者の胸廓
のインピーダンス変化に関係する。第2図によれば、整
調パルス15はV1からV2へ放電する(振幅減衰
D)。サンプル・アンド・ホールド回路21は出力キャ
パシタ24の電圧V1、V2をサンプル・アンド・ホー
ルドする。差形成器22が、再び呼吸レートの尺度であ
る差V1−V2、すなわち呼吸信号を形成する。
両実施例で各呼吸信号はエネルギー測定装置10に供給
される。エネルギー測定装置10は、第3図によれば、
フィルタ28、非線形増幅(すなわち二乗)回路29お
よび積分器30を含んでいる。非線形増幅回路29は、
フィルタリングされた呼吸信号を、高いほうの振幅を有
する信号部分が低いほうの振幅を有する信号部分よりも
大きい利得で増幅されるように増幅する。このような構
成により、呼吸信号を含む関係ある信号部分がその後の
処理のために小振幅のノイズに対して高められる。この
種の非線形増幅回路は当業者によく知られているので、
ここで詳細に説明する必要はない。非線形増幅回路29
の出力信号は或る時間、たとえば5ないし30sの時間
にわたり積分器30の中で積分される。積分により高周
波ノイズが有意義に低減される。第1図および第2図中
の電圧‐パルスレート変換器11は呼吸レートに従って
積分された信号をパルスレートに変換する。
電圧‐パルスレート変換器11は、整調パルス発生器4
の予め定められた(たとえばプログラム可能な)基本整
調レートが呼吸信号に関係して変更されるように導線3
1を通じてタイムベースユニット5を制御する。第2図
で導線32はタイムベースユニット5からインピーダン
ス式呼吸運動計20のサンプル・アンド・ホールド回路
21への制御導線である。
第4図によれば、タイムベースユニット5は零デコーダ
33、ダウンカウンタ34、タイムベースレジスタ35
およびアナログ信号−ディジタル制御語変換器36を含
んでいる。ダウンカウンタ34はリセット入力端37を
有する。アナログ信号‐ディジタル制御語変換器36は
電圧‐パルスレート変換器11のアナログパルスレート
信号をディジタル制御語に変換する。このディジタル制
御語はタイムベースレジスタ35に供給される。ディジ
タル制御語はタイムベースレジスタ35を、基本整調レ
ート、たとえば60ビート/分が呼吸レートに関係して
変更されるように制御する。呼吸レートが増大する時、
タイムベースレジスタ35はダウンカウンタ34のカウ
ント速度を、ダウンカウンタ34が基本レートの場合よ
りも速く零に到達するように速くする。これらの環境の
もとに零デコーダ33がより高いレートでスイツチング
信号を発生し、従って整調パルス発生器4の出力キャパ
シタ24はより高いレートで充電かつ放電する。その結
果として、整調レートが所望のように、増大する呼吸レ
ートに関係して増大する。
以上に本発明をその好ましい実施例について説明してき
たが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは
当業者にとって明らかである。たとえば、インピーダン
ス測定電極は植え込まれている必要はなく、所望であれ
ば患者の胸に取付けら得れる。このような可能性はたと
えば米国特許第3,593,718 号明細書に示されている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を含む心臓ペースメーカーの第1の実施
例のブロック回路図、第2図は本発明を含む心臓ペース
メーカーの第2の実施例のブロック回路図、第3図は第
1図および第2図の実施例のインピーダンス式呼吸運動
計の本発明を含むエネルギー測定装置を一層詳細に示す
ブロック回路図、第4図は第1図および第2図のタイム
ベースユニットを一層詳細に示すブロック回路図であ
る。 1……人間の心臓、2……整調電極、3……整調リード
線、4……整調パルス発生器、5……タイムベースユニ
ット、6……導線、7……インピーダンス式呼吸運動
計、8……AC源、9……復調器、10……エネルギー
測定装置、11……電圧−パルスレート変換器、12〜
14……導線、15……整調パルス、16……追加リー
ド線、17……別のインピーダンス測定電極、18……
金属製ハウジング、19……無関係電極、20……イン
ピーダンス式呼吸運動計、21……サンプル・アンド・
ホールド回路、22……差形成器、23……導線、24
……出力キャパシタ、25……スイッチ、26……電
池、28……フィルタ、29……非線形増幅回路、30
……積分器、31、32……導線、33……零デコー
ダ、34……ダウンカウンタ、35……タイムベースレ
ジスタ、36……アナログ信号−ディジタル制御語変換
器、37……リセット入力端、A、B……スイッチ位
置、D……整調パルスの振幅減衰。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)予め定められた整調レートで整調パル
    スを発生するための手段(4)と、 b)整調のために整調パルス(15)を心臓に伝達する
    ための手段(2、3)と、 c)身体活動測定を実現するための手段(2、8、1
    9;17、8、19;2、4、15、19)と、 d)身体活動測定に関係して、身体活動レベルに従って
    変化する身体活動信号を得るための手段(9;21、2
    2)と、 e)身体活動信号を、高いほうの振幅を有する信号部分
    が低いほうの振幅を有する信号部分よりも大きい利得で
    増幅されるように非線形に増幅するための手段(29)
    と、 f)非線形に増幅された身体活動信号を或る時間にわた
    り積分するための手段(30)と、 g)積分された信号に関係して、予め定められた整調レ
    ートを変更するための手段(5、11)とを含んでいる
    ことを特徴とする心臓ペースメーカー。
  2. 【請求項2】身体活動信号を非線形に増幅するための前
    記手段(29)が身体活動信号を二乗するための手段を
    含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の心臓ペースメーカー。
  3. 【請求項3】前記積分手段(30)が5ないし30sの
    時間にわたり前記身体活動信号を積分することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項または第2項記載の心臓ペー
    スメーカー。
  4. 【請求項4】前記身体活動信号が呼吸信号であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれ
    か1項に記載の心臓ペースメーカー。
  5. 【請求項5】身体活動測定を実現するための前記手段
    (2、8、19;17、8、19)が身体インピーダン
    ス測定を実現するための手段を含んでいることを特徴と
    する特許請求の範囲第4項記載の心臓ペースメーカー。
JP62147802A 1986-06-16 1987-06-12 心臓ペ−スメ−カ− Expired - Lifetime JPH0647022B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US06/874,585 US4730618A (en) 1986-06-16 1986-06-16 Cardiac pacer for pacing a human heart and pacing method
US874585 1986-06-16

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Publication Number Publication Date
JPS6311171A JPS6311171A (ja) 1988-01-18
JPH0647022B2 true JPH0647022B2 (ja) 1994-06-22

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EP (1) EP0249824B1 (ja)
JP (1) JPH0647022B2 (ja)
DE (1) DE3778587D1 (ja)

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