NL7907462A

NL7907462A - PASSIONIST.

Info

Publication number: NL7907462A
Application number: NL7907462A
Authority: NL
Original assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1978-10-30
Filing date: 1979-10-09
Publication date: 1980-05-02
Also published as: JPS5560467A; CA1145408A; DE2943583A1; AU533445B2; FR2440201B1; AU5225279A; JPS6214299B2; FR2440201A1

Description

' * *** Λ.'* *** Λ.

Medtronic, Inc., te Minneapolis, Minnesota, Verenigde Staten van AmerikaMedtronic, Inc., of Minneapolis, Minnesota, United States of America

HartgangmakerHeart pacemaker

De uitvinding heeft betrekking op een hartgangmaker.The invention relates to a pacemaker.

Bij de behandeling van tachycardie is in zekere mate succes geboekt met behulp van inplanteerbare gangmakers. Aangezien de voornaamste functie van de meeste gangmakers is het op of boven een mini-5 male waarde houden van de hartslagfrequentie is voor de behandeling van een tachycardie gewoonlijk een geheel andere schakeling of een geheel andere wijze van werken noodzakelijk. In het algemeen gesproken zijn voorstellen gedaan voor twee wijzen van werking: het gebruik van met hoogfrequente pulsen gevulde stoten en het gebruik van een 1o asynchrone gangmaking, dus met een vaste frequentie.The treatment of tachycardia has had some success with implantable pacemakers. Since the primary function of most pacemakers is to keep the heart rate at or above a minimum value, treatment of a tachycardia usually requires a completely different circuit or a completely different mode of operation. Generally speaking, proposals have been made for two modes of operation: the use of pulses filled with high-frequency pulses and the use of an asynchronous pacing, i.e. with a fixed frequency.

Een manier waarop een zo genoemde terugkeer-tachycardie kan beginnen is die waarbij een premature boezempuls, die normaal naar de kamer wordt geleid, in staat is terug te keren naar het supraventri-culaire gebied door retrograde-geleiding via een andere weg en zo een 15 extra depolarisatie van de boezem veroorzaakt. Een voortdurende herhaling van de cyclus langs deze terugkeerlus resulteert in een versnelde hartslag. Een onderbreking van deze versnelde hartslag kan worden verkregen door middel van een op het juiste tijdstip uitgevoerde premature slag die de voortplanting van de puls in de terugkeerlus 20 verstoort. Het rondgaan van de terugkeerpuls zal dan tot staan komen omdat zich op de voor de terugkeer gebruikte andere weg voor deze voortplanting ongevoelig weefsel zal bevinden. Indien de gangmaker de op het juiste tijdstip geplaatste puls via een elektrode die toegang geeft tot de terugkeer-keten, kan aanbieden, is het mogelijk de 25 ongeschiktheid van het weefsel voor de voortplanting van de puls juist even voor het optreden van de terugkeer-puls tot stand te brengen, waardoor dus de zich herhalende cyclus die de tachycardie veroorzaakt, wordt verbroken. Gewoonlijk is er slechts een kort tijdsinterval in elke cyclus, een smal tijdvenster, gedurende welke een premature slag 30 790 7 4 62 λ'’ ‘i \ Λ 2 effectief is voor het afbreken van de tachycardie.One way in which a so-called return tachycardia can begin is where a premature atrial pulse, which is normally conducted to the chamber, is able to return to the supraventricular region by retrograde conduction through a different pathway causes extra depolarization of the bosom. A continuous repetition of the cycle along this return loop results in an accelerated heartbeat. An interruption of this accelerated heartbeat can be achieved by a timely premature beat that interferes with the propagation of the pulse in the return loop 20. Circulation of the return pulse will then be stopped because the tissue used for the return will be insensitive to this propagation. If the pacemaker is able to provide the appropriately timed pulse through an electrode providing access to the return circuit, it may be the tissue's inability to propagate the pulse just before the return pulse occurs. thus breaking the repetitive cycle causing the tachycardia. Usually there is only a short time interval in each cycle, a narrow time window, during which a premature stroke 30 790 7 4 62 λ '' 'i \' 2 is effective for breaking down the tachycardia.

Het is bekend een gangmaker zo uit te voeren dat deze een stoot hoogfrequente pulsen levert gedurende een vooraf bepaald tijdsinterval dat op een slag volgt om zo het kritieke tijdsvenster af te 5 dekken en aldus de noodzakelijke puls voor het verbreken van de tachy-cardiecyclus te verschaffen. Ofschoon deze techniek in vele gevallen succesvol is kan deze ongelukkigerwijs bij bepaalde groepen patiënten niet worden toegepast voor wie zelfs de pulsstoot schadelijk kan zijn.It is known to design a pacemaker to deliver a pulse of high-frequency pulses during a predetermined time interval following a stroke to cover the critical time window and thus provide the necessary pulse for breaking the tachy-cardiac cycle . Although this technique has been successful in many cases, it unfortunately cannot be used in certain groups of patients for whom even the pulse pulse can be harmful.

Bij een andere bekende techniek wordt gebruik gemaakt van 10 een gangmaker van het vraag-type, die wordt omgeschakeld naar een vaste frequentie, ofwel de asynchrone werking, voor het behandelen van de tachycardie. Bij een asynchrone werking is de variërende fase-betrekking tot de stimulerende pulsen en de tachycardie-slagen zodanig dat binnen een kort tijdsinterval een asynchrone puls zal optreden op 15 het kritische tijdstip voor het onderbreken van de tachycardie, waarna de normale vraag-gangmaking weer kan worden begonnen.Another prior art uses a demand-type pacemaker which is switched to a fixed frequency, or asynchronous operation, to treat the tachycardia. In an asynchronous operation, the varying phase relationship to the stimulating pulses and the tachycardia beats is such that an asynchronous pulse will occur within a short time interval at the critical time for interrupting the tachycardia, after which normal demand pacing can resume be started.

Een bekende werkwijze bij de behandeling van een tachycardie door middel van een asynchrone gangmaking behelst het gebruikmaken van een geinplant eerde gangmaker van het vraag-type die kan worden om-2o geschakeld naar een asynchrone werking door boven het toestel een externe magneet aan te brengen. Deze techniek heeft klaarblijkelijk slechts een beperkt nut aangezien de techniek afhangt van de patient die de tachycardie moet herkennen en de behandeling moet inzetten, en de kwade kans bestaat dat de patient bij het optreden van de tachy-25 cardie onbekwaam is iets te ondernemen. Een andere techniek behelst het gebruik van een geinplanteerde gangmaker van het vraag-type waarin schakelingen zijn opgenomen die een bij tachycardie optredend ritme kunnen constateren en vervolgens automatisch overgaan naar gangmaking met een vaste frequentie voor de duur van de tachycardie. Hoewel deze 30 techniek bruikbaar is gebleken bestaan in meer dan een opzicht nog potentiële problemen. Bijvoorbeeld kan de keuze van de plaats in het hart waar de elektroden moeten worden geplaatst, in sommige gevallen een probleem zijn, terwijl ook een ongewenste omzetting naar de gangmaking met vaste frequentie bij het optreden van één enkele of van een 35 gering aantal premature slagen problemen kan opwerpen.A known method in the treatment of a tachycardia by an asynchronous pacing involves the use of an implanted demand-type pacemaker that can be switched to asynchronous operation by applying an external magnet above the device. Apparently, this technique has only limited utility since the technique depends on the patient who must recognize the tachycardia and initiate treatment, and there is an ill chance that the patient will be incapable of doing anything when the tachycardia occurs. Another technique involves the use of an implanted demand-type pacemaker incorporating circuits capable of detecting a tachycardic rhythm and then automatically switching to a fixed frequency pacing for the duration of the tachycardia. Although this technique has proven useful, potential problems still exist in more than one respect. For example, the choice of the location in the heart where the electrodes are to be placed may be a problem in some cases, as well as an undesired conversion to fixed-frequency pacing when a single or a few premature beats occur. can throw up.

790 7462 m. -* 3790 7462 m. - * 3

Om de hierboven genoemde en nog andere problemen te over-vinnen verschaft de uitvinding een hartgangmaker voor de behandeling van tachycardie die is gekenmerkt door aansluitorganen voor het maken van een verbinding met het hart van een patient voor het aan de res-cj pectieve kamers daarvan geven van een atriele en een ventriculaire stimulering, door een generatororgaan voor het af geven in opeenvolging van atriele en ventriculaire elektrische stimuleringspulsen aan de aansluitorganen op een herhalingsbasis bij een asynchrone wijze van werken, en door een tachycardie-detectie en besturingsorgaan voor het jq waarnemen van het slaan van het hart van de patient en werkzaam voor het doen afgeven van de pulsen in de asynchrone wijze van werking in responsie op een hartslagfrequentie die hoger is dan een vooraf bepaalde waarde.To overcome the aforementioned and still other problems, the invention provides a pacemaker for the treatment of tachycardia characterized by connectors for connecting to a patient's heart for delivery to their respective chambers of atrial and ventricular pacing, by a generator for sequentially delivering atrial and ventricular electrical pacing pulses to the terminals on a repetitive basis in an asynchronous mode of operation, and by a tachyarrhythmia detection and control for detecting the beating the patient's heart and operative to deliver the pulses in the asynchronous mode of operation in response to a heart rate greater than a predetermined value.

Volgens een ander aspect van de uitvinding zijn middelen aan-^ vezig voor het detecteren van een tachycardie-conditie teneinde de asynchrone werking in te zetten, en wel gebaseerd op het optreden van een vooraf bepaald aantal hartslagen met rustintervallen die korter zijn dan een vooraf bepaalde tijdsduur.According to another aspect of the invention, means are provided for detecting a tachycardia condition to initiate asynchronous operation based on the occurrence of a predetermined number of heartbeats with rest intervals shorter than a predetermined length of time.

Volgens nog een ander aspect van de uitvinding wordt in een 2Q tachycardie-detectie en besturingsorgaan een omschakel-hysterese aangebracht om zo een langer waargenomen rustinterval nodig te hebben.; voor het omschakelen vanuit de asynchrone werking dan voor het omschakelen naar de asynchrone werking om zo compensatie te hebben voor een mogelijke maskering van gedetecteerde hartslagen als gevolg van 2^ de refractore of ongevoelige periode van de hartslag-detectiefilters of -versterkers.According to yet another aspect of the invention, a switching hysteresis is applied in a 2Q tachycardia detection and controller so as to require a longer observed rest interval. for switching from asynchronous operation than for switching to asynchronous operation in order to compensate for a possible masking of detected heartbeats as a result of the refractor or refractory period of the heartbeat detection filters or amplifiers.

De uitvinding wordt hierna toegelicht met een beschrijving van een uitvoeringsvoorbeeld van een hartgangmaker volgens de uitvinding, welke beschrijving verwijst naar een tekening.The invention is explained below with a description of an exemplary embodiment of a pacemaker according to the invention, which description refers to a drawing.

2Q Fig. 1 is een blokschema dat de opbouw van een gangmaker vol gens het uitvoeringsvoorbeeld laat zien.2Q Fig. 1 is a block diagram showing the construction of a pacemaker according to the exemplary embodiment.

Fig. 2 geeft een gedetailleerd schema van de tachycardie-detector en besturingsketen in de gangmaker volgens fig. 1.Fig. 2 is a detailed schematic of the tachycardia detector and control circuit in the pacemaker of FIG. 1.

Fig. 1 toont in de vorm van een blokschema een combinatie-35 gangmaker die op vraag en in volgorde boezem en hartkamer prikkelt, 790 74 62 \ ^ \ b uitgevoerd volgens de uitvinding. De oscillatorketen voor de boezem-prikkeling is met.10 aangegeven en de oscillatorketen voor de hart-kamerprikkeling met 20. Deze oscillatoren of pulsgeneratorketens zijn op een in de techniek algemeen bekende wijze uitgevoerd voor het 5 leveren van elektrische prikkelingspulsen in onderlinge tijdopeenvol-ging voor het prikkelen van respectievelijk de bovenste hartkamer (de boezem) en de onderste hartkamer (de eigenlijke hartkamer). De oscillator· 10 genereert pulsen en levert deze af via een transformator 11 en een stel koppelcondensatoren 12 aan de aansluitorganen 13 en 1^. IQ Er zullen elektrode-dragende leidingen (niet getekend), zoals alge-meend bekend in de techniek, worden aangebracht om de aansluitorganen 13 en 1^ te verbinden met de boezem van het hart. De diodes 15 zijn aangebracht voor bescherming van de schakeling in het geval van blootstelling aan defibrillatie-stromen.Fig. 1 shows in the form of a block diagram a combination pacemaker which stimulates atrial order and the heart chamber on demand and in accordance with the invention. The atrial stimulation oscillator circuit is indicated by 10 and the heart chamber stimulation oscillator circuit by 20. These oscillators or pulse generator chains are designed in a manner well known in the art for supplying electrical excitation pulses in mutual succession for stimulating the upper heart chamber (the atrium) and the lower heart chamber (the actual heart chamber), respectively. Oscillator 10 generates and delivers pulses through transformer 11 and a pair of coupling capacitors 12 to terminals 13 and 11. Electrode carrying leads (not shown), as is well known in the art, will be provided to connect terminals 13 and 11 to the atrium of the heart. The diodes 15 are arranged to protect the circuit in the event of exposure to defibrillation currents.

jj De oscillator 20 levert uitgangspulsen aan· de aansluitorga nen 23 en 2b via leiding 21 en koppelcondensatoren 22. Ook hier zijn bescher mingsdiodes 25 aangebracht. Bij gebruik zullen, zoals algemeen bekend in de techniek, elektrode-dragende leidingen worden aangebracht om de aansluitorganen 23 en 2b te verbinden met de kamer van het hart. 20 Het aansluitorgaan 2b wordt tevens gebruikt voor het opnemen van pulsen met het oog op de vraag en het vaststellen van tachycardie en dit aansluitorgaan is door middel van een signaalgeleider 30 verbonden met een elektrisch filter 31· Het elektrische filter 31 is ontworpen mét het oog op het reageren op het QRS-complex van het elektro-25 cardiogram dat depolarisatie van de hartkamer aangeeft, en voor het doorlaten van signalen die voor deze toestand representatief zijn, terwijl het filter het T-golf-gedeelte van het elektrocardiogram onderdrukt. Het filter reageert in de praktijk tevens op de uitgangspulsen van de kamer-oscillator, zelfs ondanks het feit dat deze buiten de 30 normale frequentieband van het filter liggen, en wel omdat deze pulsen 60 dB of meer krachtiger kunnen zijn dan de hartsignalen. De uitgang van het filter 31 is via een geleider 32 verbonden met de ingang van de QRS-versterker 33. Hoewel het filter 31 en de versterker 33 als afzonderlijke blokken zijn getekend terwille van de duidelijkheid, zal 35 het duidelijk zijn dat deze twee functies in één enkele keten, waar- 790 7 4 62 5 onder "begrepen aktieve filters, kunnen zijn gecombineerd. De uitvoering van QRS-filters en versterkers is in de techniek bekend en de hierop betrekking hebbende schakeling is niet kritisch met betrekking tot de uitvinding zolang een redelijk rendement wordt bereikt en zo-" cj lang de ongevoelige periode van het filter of van de versterker bekend is en bij voorkeur redelijk kort is gemaakt, zoals hierna verder zal worden toegelicht.The oscillator 20 supplies output pulses to the terminals 23 and 2b via line 21 and coupling capacitors 22. Here again protective diodes 25 are provided. In use, as is well known in the art, electrode bearing leads will be provided to connect terminals 23 and 2b to the chamber of the heart. The connecting member 2b is also used for recording pulses in view of the demand and determining tachycardia and this connecting member is connected by means of a signal conductor 30 to an electric filter 31 · The electric filter 31 is designed with a view to responding to the QRS complex of the electrocardiogram indicating depolarization of the ventricle and transmitting signals representative of this condition while the filter suppresses the T-wave portion of the electrocardiogram. In practice, the filter also responds to the output pulses of the chamber oscillator, even though they are outside the filter's normal frequency band, because these pulses may be 60 dB or more more powerful than the heart signals. The output of the filter 31 is connected via a conductor 32 to the input of the QRS amplifier 33. Although the filter 31 and the amplifier 33 are drawn as separate blocks for clarity, it will be clear that these two functions are a single chain, including "active filters", may be combined. The implementation of QRS filters and amplifiers is known in the art, and the related circuitry is not critical to the invention as long as a reasonable efficiency is achieved and as long as the refractory period of the filter or the amplifier is known and is preferably made reasonably short, as will be further explained hereinafter.

De uitgang van de versterker 33 is door middel van een geleider 3^ verbonden met de ingang van een keten 50 die de tachycardie-1Q detector en besturingsinrichting voorstelt. Een voorkeursuitvoering van deze keten 50 wordt hierna onder verwijzing naar fig. 2 in bijzonderheden beschreven. Zoals blijkt uit fig. 1 ontvangt de keten 50 een tweede ingangssignaal via een geleider 35 en levert de keten 50 een uitgangssignaal over een geleider 51. De geleider 51 geeft een aan-•J5 sluiting aan zowel de boezem-oscillator 10 als aan de kameroscillator 20 en dient voor het besturen van het terugstellen daarvan in de op vraag ingestelde wijze van werking. Een geleider 26 geeft een verbinding tussen de oscillator 20 en de oscillator 10 voor het terugstellen van de boezem-oscillator volgend op het afgeven van een kamerstimu-2q lerende puls om zo de juiste gelijkloop van de A-V-stimulering te handhaven, zoals in de techniek algemeen bekend is.The output of the amplifier 33 is connected by means of a conductor 31 to the input of a circuit 50 representing the tachycardia-1Q detector and control device. A preferred embodiment of this circuit 50 is described in detail below with reference to Fig. 2. As can be seen from Fig. 1, circuit 50 receives a second input signal via a conductor 35 and circuit 50 supplies an output signal over a conductor 51. The conductor 51 provides a connection to both the attenuator oscillator 10 and the chamber oscillator. 20 and serves to control its reset in the on-demand mode of operation. A conductor 26 provides a connection between the oscillator 20 and the oscillator 10 to reset the atomic oscillator following the delivery of a chamber pacing learning pulse so as to maintain proper synchronization of the AV pacing, as in the art is generally known.

Ook in fig, 1 getekend is een programma-besturing 1*0. De besturing 1*0 is voorzien van een hoogfrequent-antenne of opneemspoel in voor het ontvangen van buitenkomende programmerende signalen, ter-25 wijl de besturing is voorzien van een aantal uitgangen voor het programmeren van de frequenties, de tijdsbepaling en de wijze van werking van de inrichting. De uit de besturing 1*0 afkomstige geleider 35 levert het inschakelsignaal aan de keten 50 zoals hierna nog zal worden toegelicht, en wel met het oog op het inschakelen of uitschakelen van 30 de dubbele vraag-functie. De geleiders 1*2 en 1*3 stellen beide een aantal uitgangen voor voor het programmeren van de gewenste tijdconstanten voor de oscillatoren 10, respectievelijk 20. De constructie en de werking van de programmabesturing 1*0 en de wijze waarop deze de fasering van de oscillatoren 10 en 20 bestuurt, wordt in bijzonderheden 35 beschreven in de op 2 februari 1978 ten name van aanvrager ingediende 790 74 62 V Έ 6Also drawn in fig. 1 is a program control 1 * 0. The control 1 * 0 is provided with a high-frequency antenna or recording coil for receiving outgoing programming signals, while the control is provided with a number of outputs for programming the frequencies, the timing and the mode of operation of the the institution. The conductor 35 from the control 1 * 0 supplies the switch-on signal to the circuit 50 as will be further explained hereinafter, in view of the switching on or off of the double demand function. The conductors 1 * 2 and 1 * 3 both represent a number of outputs for programming the desired time constants for the oscillators 10 and 20, respectively. The construction and operation of the program control 1 * 0 and the way in which the phasing of the controls oscillators 10 and 20, in detail 35 is described in 790 74 62 V Έ 6 filed on February 2, 1978 in the name of the applicant

Amerikaanse octrooiaanvrage 871+.532.U.S. Patent Application 871 + .532.

Eveneens "bij voorkeur zijn magnetische bladveerschakelaars 1+1+ en 1+5 aangebracht voor bediening door middel van een externe magneet die boven de geïmplanteerde hartgangmaker kan worden geplaatst 5 op de wijze die in de stand van de techniek algemeen bekend is. De schakelaar 1+1+ is normaal open en maakt een verbinding vanuit de positieve aansluitklem 1+6 van een batterij met de programmabesturing 1+0 teneinde deze te laten werken terwijl de magneet zich op zijn plaats bevindt. De bladveerschakelaar 1+5 is eveneens normaal open en schakelt •jO bij sluiting de QRS-versterker 33 via een geleider 1+7 uit. De bedie ning van de schakelaar 1+5 door middel van het externe magneetveld schakelt de versterker 33 en de normale vraag-functie van de hartgangmaker uit teneinde een test daarvan na de implantering mogelijk te maken, zoals bekend. Het zal wel duidelijk zijn dat bovendien geleiders aan-15 wezig zijn voor het leveren van energie vanuit de batterij in de hartgangmaker aan de andere ketens, maar deze zijn in fig. 1 niet getekend terwille van de duidelijkheid.Also "preferably, magnetic leaf spring switches 1 + 1 + and 1 + 5 are provided for operation by an external magnet which can be placed above the implanted pacemaker 5 in the manner well known in the art. The switch 1 +1+ is normally open and connects from the positive terminal 1 + 6 of a battery to the program controller 1 + 0 to run it while the magnet is in place The leaf spring switch 1 + 5 is also normally open and • upon closing, switches off the QRS amplifier 33 via a conductor 1 + 7. Operation of switch 1 + 5 by means of the external magnetic field switches off amplifier 33 and the pacemaker's normal demand function in order to test it is known after implantation as is known, it will be appreciated that in addition, conductors are provided to provide energy from the battery in the pacemaker to the other chain. ns, but these are not shown in Figure 1 for the sake of clarity.

In fig. 2 is de voorkeursuitvoering van de besturingsketen 50 uit fig. 1 getekend. De positieve aansluitklem van de batterij is 20 verbonden met de geleider 1+6 voor het bekrachtigen van de schakeling op de nog uit te leggen wijze, terwijl de negatieve aansluitklem van de batterij is verbonden met de gedeelten van de schakeling die zijn aangegeven door het aard-symbool 52.In Fig. 2, the preferred embodiment of the control circuit 50 of Fig. 1 is shown. The positive terminal of the battery is connected to conductor 1 + 6 for energizing the circuit in the manner yet to be explained, while the negative terminal of the battery is connected to the parts of the circuit indicated by the ground symbol 52.

Het ingangssignaal tot de besturingsketen 50 wordt op de ge-25 leider 3^ ontvangen en deze is via de in serie geschakelde weerstanden 53 en 5*+ verbonden met de geleider 1+6 die de positieve voedingsspanning draagt. Het verbindingspunt van de weerstanden 53 en 5l+ is aangeduid met het verwijzingsteken 55 en dit punt is verbonden met de basis van een PÏÏP-transistor 56. De emitter van de transistor 56 is 20 aangesloten aan een aftakking van de voedingsgeleider 1+6 en de collector van de transistor 56 is aangesloten aan een geleider 57 die via in serie doorverbonden weerstanden 6l en 52 verbinding maakt met het aardpunt 52. Het verbindingspunt 63 van deze weerstand is verbonden met de basis van een NPN-transistor 60 waarvan de emitter eveneens met 35 het aardpunt is verbonden. Een RC-keten met de weerstand 61+ en de con- 790 7 4 62 7 densator 65 is aangesloten tussen de positieve voedingsleiding en het aardpunt, en het verbindingspunt tussen deze componenten, aangegeven met het verwijzingsteken 66, is verbonden met de collector van de transistor 60 en tevens met de basis van een transistor 67· 5 De transistor 67 is een NPN-transistor vaarvan de collector door middel van een geleider 70 met een veerstand 71 is verbonden die aansluiting geeft aan de positieve voedingsleiding. De emitter van de transistor 67 is samen met de emitter van nog een andere NPN-tran-sistor 72 via een veerstand 73 verbonden met het aardpunt 52. De col- 10 lector van de transistor 72 geeft verbinding met de positieve voe dingsleiding.The input signal to the control circuit 50 is received on the conductor 31 and is connected via the series-connected resistors 53 and 5 * + to the conductor 1 + 6 carrying the positive supply voltage. The junction of the resistors 53 and 51 + is indicated by the reference sign 55 and this point is connected to the base of a PIP transistor 56. The emitter of the transistor 56 is connected to a tap of the power supply conductor 1 + 6 and the collector of the transistor 56 is connected to a conductor 57 which connects to the ground point 52 via series-connected resistors 61 and 52. The connection point 63 of this resistor is connected to the base of an NPN transistor 60 whose emitter is also connected to the earth point is connected. An RC circuit with the resistor 61+ and the 790 7 4 62 7 capacitor 65 is connected between the positive supply line and the earth point, and the connection point between these components, indicated by the reference 66, is connected to the collector of the transistor 60 and also with the base of a transistor 67-5. The transistor 67 is an NPN transistor of which the collector is connected by means of a conductor 70 to a spring position 71 which connects to the positive supply line. The emitter of transistor 67, together with the emitter of yet another NPN transistor 72, is connected via a spring position 73 to ground point 52. The collector of transistor 72 connects to the positive power supply line.

De basis van de transistor 72 is verbonden met de positieve voedingsleiding k6 via een serie-schakeling van de veerstanden 7^ en 76 en een veldeffecttransistor 77, en met het aardpunt via een veer- 15 stand 78. De stuurelektrode van de veldeffecttransistor 77 is verbon den met de aansluitdraad 35 vanuit de programmabesturing. Nog een andere veldeffecttransistor 80 is aanvezig vaarvan de toevoer- en afvoer-aansluitingen parallel met de veldeffecttransistor 77 en de weerstand 76 zijn aangesloten tussen de geleider k6 en een verbindingsgeleider 20 79-The base of the transistor 72 is connected to the positive supply line k6 via a series circuit of the spring positions 7 and 76 and a field effect transistor 77, and to the ground point through a spring position 78. The control electrode of the field effect transistor 77 is connected with the lead wire 35 from the program controller. Yet another field effect transistor 80 is provided with the supply and drain terminals parallel to the field effect transistor 77 and the resistor 76 is connected between the conductor k6 and a connecting conductor 79-

Van een PNP-transistor 81 is de emitter aangesloten aan de geleider k6 en de basis aan de geleider 70. De collector van de transistor 8l is via een geleider 82 en een veerstand 83 verbonden met het aardpunt 52.The emitter of a PNP transistor 81 is connected to the conductor k6 and the base to the conductor 70. The collector of the transistor 81 is connected to the ground point 52 via a conductor 82 and a spring position 83.

25 Verder is een met een geïntegreerde schakeling uitgevoerde teller 8k aanvezig. De terugstelingang daarvan is aangesloten aan de geleider 82 en de teluitgang met nummer 6 is verbonden met de geleider 85 vaarvan een aftakking een verbinding geeft met de stuurelektrode van de veldeffecttransistor 80 en een andere aftakking met de 30 ingang CE (laat kloklopen) van de teller 8U. Voorts is een verbinding met de batterij aanvezig maar deze is uit fig. 2 weggelaten terwille van de duidelijkheid.Furthermore, a counter 8k provided with an integrated circuit is present. The reset input thereof is connected to the conductor 82 and the counting output of number 6 is connected to the conductor 85, one branch of which connects to the control electrode of the field-effect transistor 80 and another branch to the input CE (let clock) of the counter. 8am. Furthermore, a connection to the battery is present, but it has been omitted from Figure 2 for the sake of clarity.

De geleider 85 geeft voorts via een weerstand 86 een verbinding met de basis van een NPN-transistor 87. De emitter van deze 35 transistor is geaard en de collector is via een geleider 88 verbonden 790 74 62 \ 8 met de "basis van een transistor 90. De geleider 57 levert eveneens een verbinding met de basis van de transistor 90 via een weerstand 89.The conductor 85 further connects through a resistor 86 to the base of an NPN transistor 87. The emitter of this transistor is grounded and the collector is connected through a conductor 88 to the base of a transistor. 90. Conductor 57 also connects to the base of transistor 90 through resistor 89.

Van de NPN-transistor 90 is de emitter met aarde verbonden en de collector met de geleider 51· Een aftakking van de geleider 51 koppelt 5 terug naar de klokingang van de teller 8U. De geleider 51 geeft voorts, zoals blijkt uit fig. 1, verbinding met de terugstelingangen van de oscillatoren 10 en 20. In de voorkeursuitvoering maakt de geleider 51 bij voorkeur via (niet getekende) verdere scbakel-elementen, verbinding met het verbindingspunt tussen de faseringsweerstanden 91 en 10 de condensatoren 92 die in fig. 2 met stippellijnen zijn getekend, en wel voor het regelen van het ontladen en opladen daarvan.The emitter of the NPN transistor 90 is connected to earth and the collector to the conductor 51 · A tap of the conductor 51 feeds back to the clock input of the counter 8U. The conductor 51 furthermore connects, as can be seen from Fig. 1, to the reset inputs of the oscillators 10 and 20. In the preferred embodiment, the conductor 51 preferably connects via the connection point (not shown) to the junction between the phasing resistors. 91 and 10 the capacitors 92, shown in broken lines in FIG. 2, for controlling their discharge and charging.

De werking van de hartgangmaker volgens de uitvinding zal nu worden toegelicht met behulp van fig. 1 en fig. 2. Bij een normaal gebruik werkt de hartgangmaker als een gebruikelijke hartgangmaker 15 van het vraag-type die in opeenvolging boezenprikkels en kamerprik-kels levert. Bij het optreden van hetzij een stimulerende puls of een spontane hartslag worden de beide oscillatoren 20 en 10 teruggesteld en beginnen deze hun vooraf bepaalde geprogrammeerde rustin- tervallen in de tijd af te passen. Indien een spontane hartslag op----—-— 20 treedt voorafgaand aan het eind van het rustinterval wordt deze hartslag door het filter 31 gedetecteerd en wordt hij benut voor het terugstellen van de oscillatoren 10 en 20. Indien de spontane hartslag niet wordt ontvangen voorafgaand aan het eind van het rustinterval van de oscillatoren, hetgeen aangeeft, dat de natuurlijke hartslag te laag 25 van frequentie is, of dat natuurlijke hartsignalen zijn uitgevallen, leveren de boezen-oscillator en de kamer-oscillator achter elkaar een prikkel om zo de boezem, respectievelijk de kamer van het hart te stimuleren. Op deze wijze wordt door de hartgangmaker een minimale hartslagfrequentie tot stand gebracht, doch indien de spontane hart-30 slagfrequentie hoog genoeg is, worden de oscillatoren voortdurend teruggesteld en worden er geen stimulerende pulsen afgegeven. Zoals eerder vermeld kunnen in de voorkeursuitvoering het rustinterval en de daarbij behorende minimale waarde van de hartslagfrequentie (slagen per minuut), alsmede het tijdsinterval tussen de boezempulsen en 35 de kamerpulsen door het programmabesturingsorgaan 1+0 worden bestuurd, 790 7 4 62 » 9 ofschoon deze besturing voor de onderhavige uitvinding niet van wezenlijk belang is.The operation of the pacemaker according to the invention will now be elucidated with reference to Fig. 1 and Fig. 2. In normal use, the pacemaker functions as a conventional demand-type pacemaker which successively delivers booster and chamber stimuli. When either a stimulating pulse or a spontaneous heartbeat occurs, the two oscillators 20 and 10 are reset and begin to adjust their predetermined programmed resting intervals in time. If a spontaneous heartbeat occurs before the end of the rest interval, this heartbeat is detected by the filter 31 and is used to reset the oscillators 10 and 20. If the spontaneous heartbeat is not received prior to the end of the resting interval of the oscillators, indicating that the natural heartbeat is too low in frequency, or that natural heart signals have failed, the bosom oscillator and the chamber oscillator successively stimulate the bosom , respectively, stimulate the chamber of the heart. In this manner, a minimum heart rate is established by the pacemaker, but if the spontaneous heart beat rate is high enough, the oscillators are continuously reset and no stimulating pulses are delivered. As mentioned earlier, in the preferred embodiment, the rest interval and the associated minimum value of the heart rate (beats per minute), as well as the time interval between the atrial pulses and the chamber pulses, can be controlled by the program controller 1 + 0, 790 7 4 62 »9 although this control is not essential to the present invention.

De wijze waarop een gedetecteerd hartsignaal wordt benut voor het terugstellen van de oscillatoren is de volgende. Het van het hart 5 door middel van de kaaerelektrode opgepikte signaal wordt via de aan-sluitorganen 23 en 2k en de geleider 30 naar het filter 31 en de versterker 33 gevoerd. Aannemende dat de versterker 33 werkzaam is, wordt het optreden van een hartslag aan de leiding 3^ aangeboden als een negatief gerichte puls zoals door de signaalvorm 100 in fig. 2 is aan-10 gegeven. Bij het ontbreken van een dergelijke puls is de transistor 56 geblokkeerd omdat de batterijspanning + V zowel aan de basis als aan de emitter wordt aangeboden. Bij het optreden van de puls over de leiding 3¼ wordt een spanningsdeling bewerkstelligd door middel van de weerstanden 5^ en 53, hetgeen een spanningsval veroorzaakt aan de 15 basis en daarmee de transistor 56 geleidend maakt. Dit veroorzaakt op zijn beurt dat de spanning op de geleider 57 omschakelt van aardpoten-tiaal naar vrijwel de positieve voedingsspanning om zo een positief gerichte puls te leveren zoals die door de signaalvorm 101 is aangegeven. Deze puls maakt de transistor 90 geleidend waardoor de geleider 20 51 naar aardpotentiaal wordt getrokken. Dit stelt de faseringsketens voor de oscillatoren 10 en 20 terug, zoals eerder beschreven.The way in which a detected heart signal is used to reset the oscillators is as follows. The signal picked up from the heart 5 by means of the docking electrode is fed via the connecting members 23 and 2k and the conductor 30 to the filter 31 and the amplifier 33. Assuming that the amplifier 33 is operating, the occurrence of a heartbeat is applied to lead 3 ^ as a negatively directed pulse as indicated by the signal form 100 in FIG. In the absence of such a pulse, transistor 56 is blocked because the battery voltage + V is applied to both the base and the emitter. When the pulse occurs over the line 3¼, a voltage division is effected by means of the resistors 51 and 53, which causes a voltage drop at the base and thereby makes the transistor 56 conductive. This, in turn, causes the voltage on conductor 57 to switch from ground potential to nearly positive supply voltage to provide a positively directed pulse as indicated by signal form 101. This pulse makes transistor 90 conductive, pulling conductor 51 to ground potential. This resets the phasing circuits for oscillators 10 and 20 as previously described.

Het tachycardie-detectie en besturingsorgaan werkt als volgt. Om te beginnen wordt in een programmeerbare hart gangmaker als in fig.The tachycardia detection and controller works as follows. To begin with, in a programmable heart pacemaker as in FIG.

1 is getekend, de tachycardie-detectie en besturingsketen 50 door 25 het aanbieden van een logische 1 of de positieve batterijspanning aan de geleider 35 ingeschakeld. Zoals blijkt uit fig. 2 maakt dit de veldeffecttransistor 77 geleidend waarmee de weg naar de basis van de transistor 72 wordt voltooid. Indien het inschakelsignaal op de geleider 35 ontbreekt zal de tachycardiebesturingsfunctie worden geblok-2o keerd.1, the tachycardia detection and control circuit 50 is turned on by applying a logic 1 or the positive battery voltage to conductor 35. As shown in Figure 2, this renders the field effect transistor 77 conductive, completing the path to the base of transistor 72. If the turn-on signal on conductor 35 is missing, the tachyarrhythmia control function will be disabled.

Bij het optreden van een puls 100 en het genereren van de puls 101 zoals hiervoor beschreven, wordt de transistor 60 voor een ogenblik geleidend als gevolg van een positief gerichte puls op de geleider 63. Bij het geleidend worden van de transistor 60 wordt daar-25 doorheen een ontladingsweg verschaft voor het ontladen van de conden- 790 7462 4 * *Upon the occurrence of a pulse 100 and the generation of the pulse 101 as described above, the transistor 60 becomes conductive for a moment due to a positively directed pulse on the conductor 63. When the transistor 60 becomes conductive, provided through a discharge path for discharging the condensation 790 7462 4 * *

VV

10 sator 65. Aan het eind van de puls wordt de transistor 60 geblokkeerd en begint de condensator 65 via de weerstand op te laden. De spanning op de geleider 66 begint na de terugstelling naar nul opte lopen als een exponentiele functie van de tijd totdat terugstelling naar cj nul door middel van de transistor 60 volgt bij het optreden van de volgende ingangspuls over de geleider 3^. De weerstand 6U en de condensator 65 vormen samen met een spanninggevoelige schakelaar de fundamentele faseringscomponenten voor de detectie van de tachycardie.Sator 65. At the end of the pulse, transistor 60 is turned off and capacitor 65 begins to charge through the resistor. The voltage on conductor 66 begins to rise after the reset to zero as an exponential function of time until reset to cj zero by transistor 60 follows upon the occurrence of the next input pulse across conductor 31. The resistor 6U and the capacitor 65 together with a voltage sensitive switch form the basic phasing components for the detection of the tachycardia.

De transistoren 67 en 62 en de bijbehorende schakeling ver-jq vullen een spanningsvergelijkings- en omschakelfunctie. Met de veld-effecttransistor 77 wordt, zoals hiervoor reeds aangeduid, een elektrische stroomweg tot stand gebracht via de weerstanden 76, 7h en 78 om zo een spanningsreferentie tot stand te brengen op de geleider 79 die is aangesloten aan de basis van de transistor 72. Met de twee •jtj transistoren 67 en 72 in geblokkeerde toestand en beginnend vanuit een terugstel-toestand waarbij althans nagenoeg een spanning 0 op de geleider 66 staat, begint de spanning toe te nemen bij het opladen van de condensator 65. Tenzij deze spanning wordt teruggesteld zal deze uiteindelijk de spanning aan de basis van de-"transistor "72“·övertref= 2q fen hetgeen de transistor 67 geleidend maakt. Wanneer dit gebuert verlaagt een spanningsval over de belastingsweerstand 71 de spanning op de geleider 70 voldoende om de transistor 81 geleidend te maken om zo een positief gerichte uitgangspuls aan de collector van de transistor 81 op de geleider 82 voort te brengen, welke puls door de signaal-25 vorm 103 is aangegeven. Indien echter opeenvolgende ingangspulsen over de geleider 3^ in een snelle opeenvolging optreden, zal de spanning op de geleider 66 worden teruggezet naar nul voordat de spanningswaarde op de geleider 79 wordt bereikt en de transistor 67 zal geblokkeerd blijven en over de geleider 82 zeil geen puls verschijnen. De 20 weerstanden die de spanningsreferentie op de geleider 79 bepalen, en de waarden van de weerstand 6k en de condensator 65 die de opladings-tijdconstante bepalen, kunnen worden gekozen om zo de gewenste waarde van het rustinterval te verkrijgen. In de voorkeursuitvoering zijn de componenten gekozen zodat de transistor 67 geblokkeerd blijft in-35 dien het rustinterval tussen opeenvolgende hartslagen HOO millisecon- 790 7 462 η den of langer duurt, hetgeen overeenkomt met een hartslagfrequentie van 150 slagen per minuut of minder.The transistors 67 and 62 and the associated circuitry complete and perform a voltage comparison and switching function. With the field effect transistor 77, as already indicated above, an electric current path is established through the resistors 76, 7h and 78 so as to establish a voltage reference on the conductor 79 connected to the base of the transistor 72. With the two transistors 67 and 72 turned off and starting from a reset state with at least substantially a voltage 0 on conductor 66, the voltage begins to increase upon charging capacitor 65. Unless this voltage is reset it will eventually transmit the voltage at the base of the "transistor" 72 transverse = 2q which makes transistor 67 conductive. When this is done, a voltage drop across the load resistor 71 lowers the voltage on conductor 70 to make transistor 81 conductive so as to produce a positively directed output pulse at the collector of transistor 81 on conductor 82, which pulse is generated by the signal -25 form 103 is indicated. However, if successive input pulses across conductor 3 ^ occur in rapid succession, the voltage on conductor 66 will be reset to zero before the voltage value on conductor 79 is reached and transistor 67 will remain blocked and no pulse will pass over conductor 82. to show up. The resistors that determine the voltage reference on the conductor 79, and the values of the resistor 6k and the capacitor 65 that determine the charge time constant, can be selected to obtain the desired value of the rest interval. In the preferred embodiment, the components are selected so that the transistor 67 remains blocked if the rest interval between successive heartbeats lasts for HILL milliseconds or longer, which corresponds to a heart rate of 150 beats per minute or less.

Bij normale vraag wordt de stand van de gangmakingsteller 8¾ met een verhoogd hij elke gedetecteerde hartslag. Dit wordt bewerk-5 stelligd door het uitgangssignaal van de transistor 90 via een aftakking van de geleider 51 toe te voeren aan de klokingang van de teller 84. Dezelfde puls die de stand van de teller 84 met één verhoogt, brengt de spanning over de condensator 65 naar nul terug en maakt een begin met een nieuwe opladingscyclus van deze condensator. Indien de 1Q hartslag van de patient zich bevindt in het normale gebied onder 150 slagen per minuut of onder welke andere grens die kan wordeningesteld, zal de tijdconstante geheel aflopen alvorens door de volgende hartslag te worden teruggesteld en zal een puls worden afgegeven aan de geleider 82 voor het terugstellen van de teller 84 zoals hiervoor is beschreven. Aldus wordt bij een gestimuleerde of spontane hartslag bij een frequentie die lager ligt dan de vooraf bepaalde frequentie, de teller 84 voortdurend met 1 verhoogd en weer teruggezet en de tel-leruitgangen van hogere orde dan de laagste, waaronder de telleruitgang no. 6 die in figuur 2 is weergegeven, blijven in een logische nul-2Q stand.At normal demand, the pacing counter reading becomes 8¾ with an increment of each detected heart rate. This is accomplished by supplying the output of the transistor 90 through a tap of the conductor 51 to the clock input of the counter 84. The same pulse that increases the position of the counter 84 by one applies the voltage across the capacitor 65 to zero and begin a new charge cycle of this capacitor. If the patient's 1Q heart rate is in the normal range below 150 beats per minute or any other limit that can be set, the time constant will expire before being reset by the next heartbeat and a pulse will be delivered to conductor 82 for resetting the counter 84 as described above. Thus, with a paced or spontaneous heart rate at a frequency lower than the predetermined frequency, the counter 84 is continuously increased by 1 and reset and the counter outputs are of higher order than the lowest, including the counter output No. 6 which is Figure 2 are shown to remain in a logic zero-2Q position.

Indien op-eenvolgende hartslagen optreden, gescheiden door minder dan 400 milliseconden, zal de condensator 65 snel genoeg worden teruggesteld dat er geen terugstelpuls wordt afgeleverd aan de teller zodat de volgende hartslag de stand van de teller zal opvoeren naar 2cj een stand 2. Indien de volgende hartslag terugkeert naar een rustin-terval dat langer duurt dan 400 milliseconden, hetgeen aangeeft dat de voorafgaande hartslag niet meer was dan een premature hartslag, zal de teller vervolgens naar nul worden teruggesteld. Indien echter dit het begin was van een tachycardie-ritme zal het optreden van vijf opeen-2q volgende pulsen elk binnen 400 milliseconden van de voorafgaande puls, de stand van de teller 84 opvoeren naar een stand 6 hetgeen een logische 1 oplevert op de leiding 85. Wanneer dit gebuert schakelt de besturing de hartgangmaker om naar een asynchrone wijze van werking ofschoon het duidelijk zal zijn dat een groter of kleiner getal dan 35 5 kan worden gebruikt door uit te gaan van een andere telstand van de 790 74 62 a- -v v 12 teller, indieri dit gewenst geacht wordt. Het belangrijke punt is dat een opzichzelf staande premature of niet terzake doende hartslag of zelfs twee daarvan geen begin zullen maken aan de asynchrone werking.If consecutive heartbeats occur, separated by less than 400 milliseconds, the capacitor 65 will reset quickly enough that no reset pulse is delivered to the counter so that the next heartbeat will increase the counter reading to 2cj a position 2. If the next heart rate returns to a rest interval longer than 400 milliseconds, indicating that the previous heart rate was no more than a premature heart rate, the counter will then be reset to zero. However, if this was the beginning of a tachycardia rhythm, the occurrence of five consecutive 2q pulses each within 400 milliseconds of the previous pulse will raise the counter 84 to a position 6 giving a logic 1 on line 85 When this is done, the controller switches the pacemaker to an asynchronous mode of operation although it will be appreciated that a number greater than or equal to 35 5 can be used by assuming a different count of the 790 74 62 a- -vv 12 counter, if this is considered desirable. The important point is that a single premature or irrelevant heartbeat or even two of them will not initiate asynchronous operation.

Bij het bereiken van de telstand 6 maakt de logische 1 op de geleider 85 die een spanning voorstelt die althans nagenoeg de positieve batterijspanning is, de transistor 87 geleidend welke transistor op zijn beurt de spanning op de geleider 88 naar althans nagenoeg aard-potentiaal trekt en aldus de transistor 90 verhindert geleidend te worden. Tegelijkertijd wordt de spanning op de geleider 85 aangeboden IQ aan de ingang CE van de teller 8k om te verhinderen dat de teller verder telt in responsie op enige nog binnenkomende klokpuls. De spanning op de geleider 85 maakt ook de veldeffecttransistor 80 geleidend waardoor de weerstand j6 effectief wordt kortgesloten om zo de schakel-hysterese te leveren die nog wordt toegelicht.When the counting position 6 is reached, the logic 1 on the conductor 85, which represents a voltage which is at least substantially the positive battery voltage, makes the transistor 87 conductive, which transistor in turn draws the voltage on the conductor 88 to at least substantially ground potential and thus preventing transistor 90 from becoming conductive. At the same time, the voltage on the conductor 85 is applied IQ to the input CE of the counter 8k to prevent the counter from counting further in response to any incoming clock pulse. The voltage on the conductor 85 also renders the field effect transistor 80 conductive, effectively shorting the resistor j6 to provide the switching hysteresis which will be explained.

^ Met het in geblokkeerde toestand houden van de transistor 90 en totdat de teller 8U is teruggezet wordt verhinderd dat de boezem-oscillator 10 en de kameroscillator 20 worden teruggesteld en deze wer- . ken daarom met een vaste frequentie, ofwel op de asynchrone wijze. In dit verband refereert-de uitdrukking—"asynchroon" -aan-het ontbreken 2q van synchronisatie met de hartslagen, maar het zal wel duidelijk zijn dat de twee oscillatoren synchroon met elkaar blijven overeenkomstig het vooraf bepaalde faseverschil tussen hun gang.Keeping transistor 90 locked and until counter 8U is reset prevents the atomic oscillator 10 and chamber oscillator 20 from resetting and operating. therefore know with a fixed frequency, or in the asynchronous way. In this connection, the term "asynchronous" refers to the lack of synchronization with the heartbeats, but it will be understood that the two oscillators remain synchronous with each other according to the predetermined phase difference between their gait.

De asynchrone stimulering gaat door totdat de tachycardie-cyclus is verbroken. De in fig. 2 voorgestelde keten gaat voort met 25 het controleren van het rustinterval en is werkzaam bij het terugstellen van de teller 8^ en het naar de normale vraag-werking terugbrengen van de keten indien het gemeten rustinterval langer wordt en een vooraf bepaalde waarde weer overschrijdt. Het is echter voordelig gebleken een ander, langer rustinterval te gebruiken als toetssteen voor 3Q het uitschakelen van de asynchrone wijze van werken,.vergeleken met het rustinterval voor het oorspronkelijk in de asynchrone wijze van werking stellen van de inrichting. Aldus veroorzaakt in de voorkeursuitvoering een reeks rustintervallen die minder dan HOO milliseconden duren, het omschakelen naar de asynchrone wijze van werking, maar 35 keert de schakeling niet terug naar de werking op vraag voordat een 7907 4 62 * Ά 13 volgend rustinterval langer duurt dan 650 milliseconden. Dit hysterese-effect wordt ingevoerd om te compenseren voor de ongevoeligheidstijd van de QRS-versterker die volgt op de ontvangst van een puls.The asynchronous pacing continues until the tachycardia cycle is broken. The circuit shown in FIG. 2 continues to check the rest interval and operates to reset the counter 81 and return the circuit to normal demand operation if the measured rest interval becomes longer and a predetermined value again exceeds. However, it has proven advantageous to use a different, longer rest interval as a touchstone for turning off the asynchronous mode of operation, compared to the rest interval for initially operating the device in the asynchronous mode. Thus, in the preferred embodiment, a series of rest intervals lasting less than HOO milliseconds causes the switch to the asynchronous mode of operation, but the circuit does not revert to on-demand operation before a next 7907 4 62 * Ά 13 rest interval lasts longer than 650 milliseconds. This hysteresis effect is introduced to compensate for the refractory time of the QRS amplifier following the reception of a pulse.

QRS-versterkers en filters vertonen typerend een ongevoelig-^ heidstijd van ruwweg 190 tot 320 milliseconden volgend op de R-golf om zo de schakeling gedurende de T-golf buiten werking te houden. In sommige hartgangmakers is een speciale onderdrukkingsketen aangebracht, terwijl in andere gevallen de ongeveoligheidstijd wordt verschaft door de van nature langdurige hersteltijd van de keten als gevolg van 1Q de lage stroominstelling daarvan en van de filtereigenschappen die de T-golf niet zullen doorlaten. Op beide manieren kan het onderdruk-kingseffect van de versterker indien dit niet door het invoeren van hysterese wordt gecompenseerd, het maskeren van pulsen veroorzaken en daarmee een voortijdige terugkeer van de hartgangmaker naar de op ^ vraag gebaseerde wijze van werking, zelfs in het geval de tachycardie-cyclus niet verbroken is. Om dit probleem toe te lichten worden de volgende voorwaarden aangenomen. De hartgangmaker werkt op de asynchrone wijze met pulsen die door de kamer-oscillator worden uitgezonden met intervallen van 850 milliseconden, en het hart van de patient slaat 2Q in een tachycardie-cyclus met een frequentie waarbij de hartslagen op een afstand van iets minder dan kOO milliseconden optreden (hartslag-frequentie iets boven 150 slagen per minuut). Bij het optreden van een uitgangssignaal van een oscillator detecteert de QRS-versterker dit signaal en geeft het door en is vervolgens ongevoelig gedurende de aan-25 sluitende tijd waarvan wordt aangenomen dat deze 200 milliseconden duurt voor een gegeven versterker. Indien dan een hartslag optreedt ongeveer 180 milliseconden na de uitgangspuls van de oscillator, zal de QRS-golf van de hartslag niet worden gedetecteerd. Een tweede hartslag die iets minder dan kOO milliseconden later komt of iets minder 2o dan 580 milliseconden na het laatste oscillator-uitgangssignaal, zal wel worden gedetecteerd en doorgegeven aan de besturing 50. In dit geval zal de besturing 50 de oscillatoruitgangspulsen hebben ontvangen, ongeveer 580 milliseconden later gevolgd door een gedetecteerde hartslag. Indien het omschakelkriterium voor het weer beginnen van de nor-25 male werking zou zijn gesteld op kOO milliseconden, zou de keten in 790 7462 1¾ * ** l fig. 2 een verandering van de wijze van werken veroorzaken in het geval, zoals in het hierboven genoemde voorbeeld, de tachycardie-voor-waarde voortduurt bij een hartslagfrequentie van iets meer dan 150 slagen per minuut.QRS amplifiers and filters typically exhibit an insensitivity time of roughly 190 to 320 milliseconds following the R wave to keep the circuit inactive during the T wave. In some cardiac pacemakers, a special suppression chain is provided, while in other cases the nonsecurity time is provided by the naturally long recovery time of the chain due to its low current setting and the filter properties which will not allow the T wave to pass. In either way, the suppression effect of the amplifier, if not compensated for by the introduction of hysteresis, may cause the masking of pulses and thereby premature return of the pacemaker to the demand-based mode of operation, even in the case of tachycardia cycle is not broken. The following conditions are adopted to illustrate this problem. The pacemaker operates asynchronously with pulses emitted by the chamber oscillator at 850 millisecond intervals, and the patient's heart beats 2Q in a tachycardia cycle at a frequency with heartbeats at a distance of slightly less than kOO milliseconds occur (heart rate slightly above 150 beats per minute). When an output signal from an oscillator occurs, the QRS amplifier detects and transmits this signal and is then insensitive for the consecutive time believed to last 200 milliseconds for a given amplifier. Then, if a heartbeat occurs about 180 milliseconds after the output pulse of the oscillator, the QRS wave of the heartbeat will not be detected. A second heartbeat that comes a little less than kOO milliseconds later or a little less 20 than 580 milliseconds after the last oscillator output signal will be detected and passed to the controller 50. In this case, the controller 50 will have received the oscillator output pulses, about 580 milliseconds later followed by a detected heart rate. If the switching criterion for restarting normal operation had been set to k00 milliseconds, the circuit in 790 7462 1 * ** l fig. 2 would cause a change in mode of operation in the case, as in the example above, the tachycardia condition continues at a heart rate of just over 150 beats per minute.

5 Om deze mogelijkheid uit te sluiten wordt een omschakel- drempelhysterese ingevoerd zodanig dat het rustinterval voor het uitschakelen van een asynchrone wijze van werken, wordt ingesteld op het. \ rustinterval dat is gekozen voor het detecteren van het optreden van tachycardie, vermeerderd met de ongevoeligheidstijd van de QRS-ver-10 sterker of het QRS-filter, en nog een geringe veiligheidsmarge. Om de werking te vereenvoudigen en de mate van hysterese die nodig is, tot een minimum terug te brengen, verdient het de voorkeur dat de gebezigde QRS-versterker een betrekkelijk kortdurende ongevoeligheidstijd bezit, bij voorkeur minder dan 200 milliseconden. In de voorkeurs-15 uitvoering wordt gebruik gemaakt van een rustinterval ten bedrage van ongeveer 650 milliseconden, welk bedrag gelijk is aan de gekozen omschakeltijd van 1*00 milliseconden plus een ongevoeligheidstijd van 190 milliseconden en nog een veiligheidsmarge van ongeveer 60 milliseconden .To exclude this possibility, a switching threshold hysteresis is introduced such that the rest interval for switching off an asynchronous mode of operation is set to the. Rest interval chosen to detect the occurrence of tachycardia plus the refractory time of the QRS enhancer or QRS filter, and still a small safety margin. To simplify operation and minimize the amount of hysteresis required, it is preferred that the used QRS amplifier has a relatively short refractory time, preferably less than 200 milliseconds. In the preferred embodiment, a rest interval of approximately 650 milliseconds is used, which amount is equal to the chosen switching time of 1 * 00 milliseconds plus an insensitivity time of 190 milliseconds and a safety margin of approximately 60 milliseconds.

20 De hysterese wordt verkregen door de veldeffecttransistor 80 geleidend te maken op het tijdstip dat de teller 8¾ de stand 6 bereikt en daarmee verhindert dat de transistor 90 verdere terugstel-signalen afgeeft. De veldeffecttransistor 80 sluit de weerstand 76 kort waardoor de waarden van de spanningsdeler die is aangesloten aan 25 de basis van de transistor 72, worden gewijzigd en effectief de spanning op de geleider 79 wordt verhoogd. Dit heeft het effect dat een langer rustinterval nodig is alvorens het opladen van de condensator 65 de nieuwe referentiespanning zal bereiken die toestaat dat de transistor 67 geleidend wordt. Wanneer tenslotte het langer durende 30 rustinterval is afgelegd,'worden de transistoren 67 en 81 geleidend gemaakt, hetgeen een terugstelpuls naar de teller 8¾ voor het terugstellen daarvan oplevert en de normale werking, gebaseerd op vraag, keert terug totdat nog eens vijf opeenvigende slagen met rustinter-vallen van minder dan 1*00 milliseconden optreden. Aldus blijkt dat de 35 inrichting volgens de uitvinding een tachycardie-behandeling verschaft 790 7462The hysteresis is obtained by making the field-effect transistor 80 conductive at the time when the counter 8¾ reaches position 6 and thereby prevents the transistor 90 from supplying further reset signals. The field effect transistor 80 short-circuits the resistor 76, changing the values of the voltage divider connected to the base of the transistor 72 and effectively increasing the voltage on the conductor 79. This has the effect that a longer rest interval is required before charging capacitor 65 will reach the new reference voltage which allows transistor 67 to become conductive. Finally, when the longer resting interval has passed, the transistors 67 and 81 are turned on, yielding a reset pulse to the counter 8¾ for resetting it, and normal operation, based on demand, returns until five more consecutive strokes with resting intervals of less than 1 * 00 milliseconds occur. Thus, it appears that the device according to the invention provides a tachycardia treatment 790 7462

XX

•te 15 door automatisch een hartgangmaker om te schakelen van werking gebaseerd op vraag naar een asynchrone hartgangmaking met opeenvolgende boezem en kamer-stimulering na vaststelling van een tachycardie-ritme van het hart, evenwel niet in responsie op niet meer dan enkele pre-5 mature of bijzondere hartslagen. Gangmaking op basis van opeenvolgende boezem- en kamerprikkels maakt de kans op het beëindigen van de tachycardie op de snelste wijze optimaal en brengt het kritisch zijn van de platsing van de elektroden tot een minimum terug. Een zekere hysterese bij het omschakelen verhindert dat te vroeg wordt terugge-10 keerd naar de werking op basis van vraag als gevolg van het maskeren van pulsen.• by 15 automatically switching a pacemaker from operation based on a demand for asynchronous pacing with consecutive atria and chamber pacing after establishing a tachycardia rhythm of the heart, however not in response to no more than a few pre-5 mature or special heartbeats. Pacing based on successive atrial and ventricular stimuli optimizes the chances of ending the tachycardia in the quickest way and minimizes the criticality of electrode plating. A certain hysteresis in switching prevents premature return to demand-based operation due to pulse masking.

/i 790 7462/ i 790 7462

Claims

A pacemaker, suitable for the treatment of tachycars, characterized by connectors for connecting to a patient's heart to provide stimulation of both atrial and ventricles, a generator for sequentially delivering deliver electrical atrial and chamber pacing pulses to the terminals on a repetitive basis in an asynchronous mode of operation, and a tachycardia detection and control device for recording beats of the heart and connected to the generator member to delivery of the pulses in the asynchronous mode of operation in response to a heart rate greater than a predetermined value.

Cardiac pacemaker according to claim 1, characterized in that the tachycardia detection and control means comprises means for measuring the resting interval between heartbeats and for triggering in the asynchronous mode in response to the occurrence of a predetermined number of heartbeats with rest intervals less than a predetermined length of time .__

Cardiac pacemaker according to claim 2, characterized in that the tachyarrhythmia detection and control means comprises a means for terminating the asynchronous mode of operation when the resting interval between successive sensed heartbeats exceeds a second predetermined time interval longer than the the former predetermined time interval.

The pacemaker according to claim 1, characterized by a demand controller operative in demand-based operation, and serving to record beats of the heart operatively connected to the generator to prevent delivery of electrical stimulation pulses if a spontaneous 9-20 heartbeat occurs within a predetermined normal rest interval following the previous heartbeat.

Cardiac pacemaker, suitable for treatment of tachycardia, characterized by connectors for connecting to a patient's heart to provide stimulation of atria and chamber 25, a generator means for successively supplying 790 7 462% of electrical atrial pacing pulses and electrical chamber pacing pulses at the terminals with a predetermined repetition rate, a patient heart rate sensing means, a demand controller connected to the sensing means and disposed in a demand-based manner operative to prevent delivery of the pacing pulses if a heartbeat occurs within a predetermined time interval following a previous spontaneous or paced heartbeat, and a tachyarrhythmia detection and control device connected for receiving signals from the measuring device and which is connected to make it work the generator means for delivering successive electrical atrial pacing pulses and chamber pacing pulses in an asynchronous mode of operation in response to the occurrence of a predetermined number of heartbeats with intermittent intervals shorter than a predetermined period of time.

The pacemaker according to claim 5, characterized in that the tachyarrhythmia detection and control means comprises means for terminating the asynchronous mode of operation and returning the control from the delivery of the pulses to the demand-based control. when the rest interval between consecutive measured heartbeats exceeds a second predetermined period of time longer than the former predetermined period of time.

Cardiac pacemaker according to claim 5, characterized in that the tachyarrhythmia detection and control device has a time-phasing device, a counter, a device for increasing the counter position by one occurrence of a heartbeat, a device which responds to the time phasing means and operable to reset the counter if the rest interval between the heartbeat and the next heartbeat exceeds the predetermined time, and a means for operating asynchronously upon reaching a predetermined position of the counter includes.

The pacemaker of claim 7 * characterized by a switching hysteresis means operatively connected to the time phasing means to extend the predetermined period of time in operating asynchronously to reset the counter and return from the asynchronous mode of operation to prevent operation on the basis of demand 790 74 62> V-> · until the measured resting interval exceeds the increased time duration, thereby causing untimely return from the asynchronous mode of operation due to masking pulses by the insensitivity time of the sensing member heart beat-5 gene is prevented.

Heart pacemaker, suitable for the treatment of tachycardia, characterized by connectors for making a connection with the heart of a patient to electrically stimulate this heart, a generator for delivering electrical stimulation pulses to the connectors repetitive basis in an asynchronous mode of operation, a heart rate measuring device, and a tachyarrhythmia detection and control device operatively connected for causing the generator to deliver the pulses in the asynchronous mode of operation in response to the occurrence 15 of the predetermined number of consecutive heartbeats, separated by rest intervals less than a predetermined length of time.

10. A pacemaker according to claim 9, characterized in that the tachyarrhythmia detection and control means comprises a time-phasing means, a counter, a means for increasing the position of the counter by one when a heartbeat occurs, a means which responds to the time staging member and operable to reset the counter if the rest interval between the heartbeat and the next heartbeat lasts longer than the predetermined time, as well as an asynchronous means to operate upon reaching a predetermined time determined count by the counter.

Cardiac pacemaker according to claim 10, characterized by a switching hysteresis means operatively connected to the time phasing means to increase the predetermined length of time when operating in the asynchronous manner to reset the counter and return from the asynchronous mode of operation. until the measured resting interval exceeds the extended time period, thereby preventing untimely return from the asynchronous mode of operation due to masking pulses by the insensitivity time of the heart rate measuring member 35. 790 74 62 -γ% I

The pacemaker according to claim 1, 5 or 95, characterized by a programmable means connected to the tachy cardia detection and control means for selective arming. or disabling it.

A pacemaker according to claim 1, 5 or 9, characterized by a magnetically actuated switch operatively connected to actuate the pacemaker in an asynchronous manner upon activation by means of an externally applied magnetic field. ^ 7907462