NO126899B

NO126899B -

Info

Publication number: NO126899B
Application number: NO00480/70A
Authority: NO
Inventors: Barouth Vojtech Berkovits
Original assignee: American Optical Corp
Priority date: 1969-03-26
Filing date: 1970-02-11
Publication date: 1973-04-09
Also published as: BE747983A; DK130771B; NL7003205A; US3595242A; SE356903B; NL155453B; IL33744A0; DE2010724A1; DE2010724B2; BR7017673D0; JPS4940992B1; CH534524A; AT302522B; DK130771C; DE2010724C3; GB1307912A; IL33744A; ES377899A1; FR2040175A5

Description

Pacemaker. Pacemaker.

Oppfinnelsen angår et apprat for å frembringe elektriske pulser for stimulering av hjertevirksomheten, omfattende en pulsgenerator som etter behov via elektroder tilfører hjertet en eller flere pulser styrt av en detektor som overvåker pasientens hjertefunksjon. Et slikt apparat har idag i de fleste land fått betegnelsen "pacemaker" og denne betegnelse vil derfor bli anvendt i den etterfølgende beskrivelse. The invention relates to a device for producing electrical pulses for stimulating the heart's activity, comprising a pulse generator which supplies the heart with one or more pulses controlled by a detector that monitors the patient's heart function via electrodes as needed. Such a device has today in most countries been given the term "pacemaker" and this term will therefore be used in the following description.

Den elektriske aktivitet i et normalt hjerte begynner med en nervepuls som frembringes i en nervefiberbunt i forkammerets sinusknute. Pulsen sprer seg over de to forkammere og bevirker sammentrekning som sender en blodstrøm inn i de underliggende hjer-tekammere. Forkammeraktiviteten tilsvarer P-bølgen i^glektrokardio-grammet. Den elektriske puls fortsetter å bre seg over forkammerets sinusknute som på sin side stimulerer venstre og høyre hjertekammer. Et intervall på ca. 120 - l60 millisekunder forloper mellom stimuleringen av forkammeret og hjertekammeret. Hjertekammer-aktivitetén svarer til QRS-delen av elektrokardiogrammet og har vanligvis en varighet på 8o millisekunder. Mot slutten av hvert hjerteslag ompolariseres hjertekammerets muskler og denne del av den elektriske aktivitet svarer til T-bolgen i elektrokardiogrammet. The electrical activity in a normal heart begins with a nerve impulse generated in a bundle of nerve fibers in the sinus node of the atrial chamber. The pulse spreads over the two atria and causes contraction which sends a flow of blood into the underlying heart chambers. The atrial activity corresponds to the P wave in the electrocardiogram. The electrical pulse continues to spread across the atrial sinus node, which in turn stimulates the left and right ventricles. An interval of approx. 120 - 160 milliseconds elapse between the stimulation of the atrium and ventricle. The ventricular activity corresponds to the QRS part of the electrocardiogram and usually has a duration of 80 milliseconds. Towards the end of each heartbeat, the muscles of the heart chamber repolarise and this part of the electrical activity corresponds to the T wave in the electrocardiogram.

Av de to typer sammentrekning er hjertekammerets sammentrekning meget viktigere enn forkammerets. Forkammersammentrekningen gjor at hjértekammersammentrekningen blir mer effektiv. Hjertekammersammentrekningen er desto mer effektiv hvis forkammeret forst er fylt med blod. Selv om en pasient kan overleve uten riktig forkammeraktivitet, kan han ikke overleve uten hjertekammersammentrekning. Med hjertekammerblokk, dvs. hvis pulsforbindelsen mellom forkammer og hjertekammer ikke er tilstede, kan livet ikke opprett-holdes uten at hjertekammeret på en eller annen måte trekker seg sammen uten stimulering og selv i dette tilfelle vil hjertetakten vanligvis være alt for lav. Med riktig hjertekammersammentrekning kan en pasient leve selv ved forkammerflimmer. Av den grunn er tidligere pacemakere vanligvis anvendt for å beskytte mot sviktende kraft i hjertekammeret. Disse pacemakere stimulerte hjertekammeret kontinuerlig med en fastlagt takt for styring av sammentrekningene. Of the two types of contraction, the ventricular contraction is much more important than the atrial contraction. The atrial contraction makes the heart chamber contraction more efficient. The cardiac chamber contraction is all the more effective if the atrium is first filled with blood. Although a patient can survive without proper atrial activity, he cannot survive without ventricular contraction. With heart block, i.e. if the pulse connection between the atrium and ventricle is not present, life cannot be maintained without the ventricle somehow contracting without stimulation and even in this case the heart rate will usually be far too low. With proper ventricular contraction, a patient can live even with atrial fibrillation. For that reason, previous pacemakers were usually used to protect against failing power in the heart chamber. These pacemakers continuously stimulate the heart chamber at a set rate to control the contractions.

Etterat denne type pacemakere var anvendt i mange år, ble behovs-pacemakere innfort. I en behovs-pacemaker anvendes elektriske hjertestimuleringspulser bare når de naturlige hjerteslag uteblir. Hvis bare et enkelt naturlig hjerteslag uteblir, vil bare en enkelt elektrisk puls frembringes. Hvis flere enn et naturlig hjerteslag uteblir, vil et tilsvarende antall elektriske pulser tilfores. Uansett hvor mange elektriske pulser som frembringes opptrer disse hovedsakelig med samme tidsavstand innbyrdes og fra det foregående naturlige hjerteslag, slik som tilfelle ville være ved alle naturlige hjerteslag. Resultatet er konstant hjerteaktivitet, dvs. et samvirke mellom naturlige hjertepulser og kunstige hjertepulser. Denne type behovs-pacemaker er kjent fra oppfinnerens U.S.-patent nr. 3-345-99<0.>After this type of pacemaker had been used for many years, emergency pacemakers were introduced. In an on-demand pacemaker, electrical heart stimulation pulses are used only when the natural heartbeat is absent. If only a single natural heartbeat is absent, only a single electrical pulse will be produced. If more than one natural heartbeat fails, a corresponding number of electrical pulses will be delivered. No matter how many electrical pulses are produced, these occur mainly at the same time interval between each other and from the preceding natural heartbeat, as would be the case with all natural heartbeats. The result is constant cardiac activity, i.e. a cooperation between natural heart pulses and artificial heart pulses. This type of demand pacemaker is known from the inventor's U.S. Patent No. 3-345-99<0.>

Vanligvis er en behovs-pacemaker innrettet til å frembringe en puls etter et forhåndsbestemt tidsrom etter det siste naturlige hjerteslag. Hvis et nytt naturlig hjerteslag opptrer, i lopet av dette tidsrom vil pulsen ikke bli frembrakt og etter dette tidsrom starter det hele på ny. På den annen side hvis et naturlig hjerteslag ikke finner sted innen det nevnte tidsrom, vil en stimuleringspuls bli frembrakt. For riktig virkemåte av en behovs-pacemaker må denne kunne fastslå om et naturlig hjerteslag har opptrådt. Det sterkeste elektriske signal som frembringes ved hjerteaktiviteten er QRS-komplekset som svarer til hjertekammersammentrekningen. For å bestemme om et naturlig hjerteslag har opptrådt, kan vanligvis en elektrode koples til et hjertekammer. Da hjertekammerstimulering vanligvis er nodvendig, kan samme elektrode anvendes både for stimulering av hjertekammeret og til detektering av et naturlig hjerteslag, slik det fremgår av ovenfor nevnte patent. Typically, a demand pacemaker is arranged to produce a pulse after a predetermined period of time after the last natural heartbeat. If a new natural heartbeat occurs, during this period the pulse will not be produced and after this period it all starts again. On the other hand, if a natural heartbeat does not occur within the said time period, a stimulation pulse will be generated. For a demand pacemaker to work correctly, it must be able to determine whether a natural heartbeat has occurred. The strongest electrical signal produced by the heart's activity is the QRS complex, which corresponds to the contraction of the heart chambers. To determine whether a natural heartbeat has occurred, an electrode can usually be attached to a heart chamber. As heart chamber stimulation is usually necessary, the same electrode can be used both for stimulation of the heart chamber and for detecting a natural heartbeat, as appears from the above-mentioned patent.

Ved tilstedeværelsen av stoy kan en behovs-pacemaker av denne type virke på ikke riktig måte. Stoy kan resultere i frembringelsen av et elektrisk signal på hjertekammerelektroden og pacemakeren kan oppfatte denne stoy som tilstedeværelse av et naturlig hjerteslag og hindre frembringelse av en stimuleringspuls selvom denne var nodvendig. I oppfinnerens U.S.-patentsoknad nr. 727-129 In the presence of noise, a demand pacemaker of this type may not work correctly. Noise can result in the generation of an electrical signal on the heart chamber electrode and the pacemaker can perceive this noise as the presence of a natural heartbeat and prevent the generation of a stimulation pulse even if this was necessary. In the inventor's U.S. Patent Application No. 727-129

er beskrevet en forbedret behovs-pacemaker. Der vil ikke stoy hindre frembringelsen av stimuleringspuls idet disse frembringes kontinuerlig selvom de ikke er nodvendige. Det er bedre å sbrge for en impuls selvom den ikke er nodvendig enn at det ikke skal frembringes en puls når den er nodvendig. an improved demand pacemaker is described. There, noise will not prevent the production of stimulation pulses as these are produced continuously even if they are not necessary. It is better to ensure an impulse even if it is not necessary than not to produce a pulse when it is necessary.

Det er mange pasienter med symtomatisk forkammer-bradycardia selvom de har normal ledning mellom forkammer og hjertekammer. Hos slike pasienter vil en langsom forkammertakt bevirke at hjertekammertakten også senkes. Pacemakerstimulering av hjertekammeret er tidligere anvendt for å motvirke dette. Hos slike pasienter ville det imidlertid være bedre å sorge for forkammerstimulering og derved styre såvel forkammertakten som hjertekammertakten, med den ekstra fordel av en naturlig forkammer- hjertekammerfolge. Men en slik forkammerstimulering vil ikke beskytte pasienten mot uforut-sett hjerteblokk. I et slikt tilfelle burde det også sorges for hjertekammerstimulering når en slik blir nodvendig. There are many patients with symptomatic atrial bradycardia even though they have normal conduction between the atria and ventricles. In such patients, a slow atrial rate will cause the heart rate to also decrease. Pacemaker stimulation of the heart chamber has previously been used to counteract this. In such patients, however, it would be better to provide atrial stimulation and thereby control both the atrial rate and the ventricular rate, with the added advantage of a natural atrial-ventricular sequence. But such atrial stimulation will not protect the patient against unexpected heart block. In such a case care should also be taken for ventricular stimulation when such becomes necessary.

Begge disse stimuleringer kan oppnås ved anvendelse av to atskilte pacemakere. Men selvom disse anbringes i samme en-het er det mange problemer som må overvinnes, særlig hvis behovs-stimulering er onskelig. Et av de mest selvfolgelige problemer er tidsfolgen av de to typer stimulering. Both of these stimulations can be achieved using two separate pacemakers. But even if these are placed in the same unit, there are many problems that must be overcome, especially if demand stimulation is undesirable. One of the most obvious problems is the time sequence of the two types of stimulation.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en pacemaker med dobbelt funksjon, nemlig såvel for forkammerstimulering som for hjertekammerstimulering, og fortrinnsvis av behovs- The purpose of the invention is therefore to provide a pacemaker with a dual function, namely both for atrial stimulation and for cardiac ventricular stimulation, and preferably for need-

typen. the type.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at det er anordnet elektroder såvel for forkammer som hjertekammer, at detektoren er forsynt med en første tidsstyrekrets som et første forutbestemt tidsintervall etter detektering av pasientens sist detekterte hjertelyd bevirker tilførsel av en puls til forkammerelektrodene, og at detektoren er forsynt med en andre tidsstyrekrets som et andre forutbestemt tidsintervall etter detektering av pasientens sist detekterte hjertelyd bevirker tilførsel av en puls til hjertekammerelektrodene. This is achieved according to the invention in that electrodes are arranged for both the atrial chamber and the heart chamber, that the detector is provided with a first time control circuit that a first predetermined time interval after detection of the patient's last detected heart sound causes the supply of a pulse to the atrial chamber electrodes, and that the detector is provided with a second timing control circuit that a second predetermined time interval after detection of the patient's last detected heart sound causes the delivery of a pulse to the heart chamber electrodes.

Apparatet ifølge oppfinnelsen har to forutbestemte tidsintervaller, av hvilke, det andre, nemlig hjertekammerintervallet er 160-250 millisekunder lengre enn forkammerintervallet. Hjertekammerintervallet er lenger enn et normalt intervall mellom to hjertelyder (som i en vanlig behovs-pacemaker). Forkammerintervallet er lengre enn det normale intervall mellom forkammerlyden og hjertekammerlyden (P til R), men kortere enn et normalt intervall mellom to like hjertelyder (R til R). Begge de nevnte intervaller begynner med frembringelsen av den sist detekterte hjertelyd (naturlig eller stimulert). Hvis neste hjertekammersammentrekning ikke opptrer innenfor utløpet av forkammerintervallet, dvs. hvis en hjertekammersammentrekning ikke skjer tidlig nok, frembringes en forkammerstimuleringspuls. Forkammeret trekker seg da sammen og fyller hjertekammeret med blod. I det tilfelle at hjertekammeret trekker seg sammen (dvs. hvis det ikke er hjerteblokk) vil det detekterte ECG-signalet på hjertekammerelektrodene tilbakestille begge intervallkretsene og hjertekammerpulsen blir ikke frembrakt. I det tilfelle at hjertekammeret ikke trekker seg sammen blir en hjer-tekammerpuls frembrakt ved slutten av hjertekammerintervallet. The apparatus according to the invention has two predetermined time intervals, of which, the second, namely the heart chamber interval, is 160-250 milliseconds longer than the atrial interval. The ventricular interval is longer than a normal interval between two heart sounds (as in a normal demand pacemaker). The atrial interval is longer than the normal interval between the atrial sound and the ventricular sound (P to R), but shorter than a normal interval between two identical heart sounds (R to R). Both of the aforementioned intervals begin with the generation of the last detected heart sound (natural or stimulated). If the next ventricular contraction does not occur within the expiration of the atrial interval, i.e. if a ventricular contraction does not occur early enough, an atrial pacing pulse is generated. The atrium then contracts and fills the heart chamber with blood. In the event that the ventricle contracts (ie if there is no heart block) the detected ECG signal on the ventricular electrodes will reset both interval circuits and the ventricular pulse will not be generated. In the event that the ventricle does not contract, a ventricular pulse is generated at the end of the ventricular interval.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av et utførelseseksempel av en pacemaker ifølge oppfinnelsen under henvisning til tegningene. Fig.l viser et koplingsskjerna for en behovs-pacemaker ifølge oppfinnerens U.S.-patentansøkning nr.727-129, hvor det med tykke linjer er vist de detaljer som er nødvendige for at den ski kunne anvendes i forbindelse med foreliggende oppfinnelse, dvs. en tilknytning til forkammerstimuleringskretsen som er vist på fig.3. Further features and advantages of the invention will be apparent from the subsequent description of an embodiment of a pacemaker according to the invention with reference to the drawings. Fig.l shows a connection core for a demand pacemaker according to the inventor's U.S. patent application no. 727-129, where the details necessary for it to be used in connection with the present invention are shown with thick lines, i.e. a connection to the atrial pacing circuit shown in fig.3.

Fig. 2 viser et typisk elektrokardiogram. Fig. 2 shows a typical electrocardiogram.

Fig. 3 viser et koplingsskjerna for forkammerstimuleringskretsen som er beregnet på tilslutning til fig. 1. Fig. 3 shows a connection core for the atrial stimulation circuit which is intended for connection to fig. 1.

Fig. 4 markerer sammensetningen av fig. i og 3- Fig. 4 marks the composition of fig. i and 3-

Fig. 5 viser et tidsdiagram til forklaring av virke-måten av pacemakeren ifolge oppfinnelsen. Fig. 5 shows a time diagram to explain the operation of the pacemaker according to the invention.

På fig. 1 er elektrodene El og E2 anbrakt i pasientens hjerte, idet elektroden E2 er den noytrale elektrode og elektroden El er innrettet til å stimulere hjertekammerne i pasientens hjerte. Når bryteren S sluttes vil pacemakeren kontinuerlig tilfore elektriske pulser med forutbestemt takt. Når pacemakeren drives i behovsmodus, er imidlertid bryteren S brutt. Strommen flyter mellom elektrodene El og E2 for å stimulere bare hjertekammerne når en elektrisk stimulering er onskelig. In fig. 1, the electrodes E1 and E2 are placed in the patient's heart, the electrode E2 being the neutral electrode and the electrode E1 being arranged to stimulate the chambers of the patient's heart. When the switch S is closed, the pacemaker will continuously deliver electrical pulses at a predetermined rate. However, when the pacemaker is operated in demand mode, the switch S is broken. Current flows between electrodes E1 and E2 to stimulate only the ventricles when electrical stimulation is desired.

Kondensatoren 65 tjener som stromkilde når en puls er onskelig. På det tidspunkt er transistoren T9 ledende og kondensatoren utlades gjennom elektroden. Kondensatoren 57 lades gjennom potensiometerne 35°S 37 inntil spenningen over kondensatoren gjor transistorene T7 og T8 ledende. På dette tidspunkt blir kondensatoren 57 utladet gjennom transistorene T7 og T8, og da transistoren T9 er ledende, blir en puls levert til pasientens hjerte fra. kondensatoren The capacitor 65 serves as a current source when a pulse is desired. At that time, the transistor T9 is conducting and the capacitor is discharged through the electrode. The capacitor 57 is charged through the potentiometers 35°S 37 until the voltage across the capacitor makes the transistors T7 and T8 conductive. At this point, capacitor 57 is discharged through transistors T7 and T8, and since transistor T9 is conducting, a pulse is delivered to the patient's heart from. the condenser

65. Innstillingen av potensiometeret 37 bestemmer den tid det tar å utlade kondensatoren 57 > dvs. bredden av hver puls. Innstillingen av potensiometeret 35 bestemmer den tid som er nodvendig for å lade kondensatoren 57 til det nivå hvorved transistorene T7 og T8 blir 65. The setting of the potentiometer 37 determines the time it takes to discharge the capacitor 57 > i.e. the width of each pulse. The setting of the potentiometer 35 determines the time required to charge the capacitor 57 to the level at which the transistors T7 and T8 become

ledende, dvs. intervallet mellom pulsene. Vanligvis vil når transistoren T6 er sperret, kondensatoren 57 bli ladet og utladet kontinuerlig og pulser tilfores parientens hjerte med bestemte intervaller som bestemmes av innstillingen av potensiometeret 35- leading, i.e. the interval between the pulses. Normally, when the transistor T6 is blocked, the capacitor 57 will be charged and discharged continuously and pulses will be applied to the patient's heart at certain intervals determined by the setting of the potentiometer 35-

Elektroden El er gjennom en ledning 11 forbundet The electrode El is connected through a wire 11

med basisen i en transistor Tl. Fig. 2 viser et typisk elektrokardiogram og transistorene Tl og T2 er ledende når elektroden El detekterer en hjertekammersammentrekning, idet det frembringes en R-bolge. For sterke signaler kortsluttes gjennom zenerdioden 67 for å hindre odeleggelse av transistoren Tl. Når transistorene Tl og T2 er ledende, vil en positiv puls leveres til basisen i transistoren T6. Transistoren T6 blir da ledende og kondensatoren 57 utlades gjennom denne. Selvom kondensatoren på forhånd var ladet til et nivå som ville resultere i frembringelsen av en puls, blir den utladet og et nytt tidsintervall begynner. Dette sikrer åt en puls ikke blir frem- with the base in a transistor T1. Fig. 2 shows a typical electrocardiogram and the transistors T1 and T2 are conductive when the electrode E1 detects a heart chamber contraction, producing an R wave. Too strong signals are short-circuited through the zener diode 67 to prevent destruction of the transistor Tl. When the transistors Tl and T2 are conducting, a positive pulse will be delivered to the base of the transistor T6. The transistor T6 then becomes conductive and the capacitor 57 is discharged through this. Although the capacitor was previously charged to a level that would result in the generation of a pulse, it is discharged and a new time interval begins. This ensures that a pulse does not occur

brakt hvis et naturlig hjerteslag opptrer. Tidsintervallet er slik at pulser frembringes med et intervall mellom pulsene som er noe lenger enn det onskede naturlige intervall mellom pulsene. Bare hvis naturlig hjerteslag uteblir blir en stimuleringspuls frembrakt. brought if a natural heartbeat occurs. The time interval is such that pulses are generated with an interval between the pulses that is somewhat longer than the desired natural interval between the pulses. Only if a natural heartbeat does not occur is a stimulation pulse produced.

De resterende transistorer i kretsen tjener til å hindre at transistoren T6 blir ledende ved tilstedeværelsen av stoy. Ved tilstedeværelsen av stoy ville det ellers være mulig for transistoren T6 å bli ledende og hindre frembringelsen av en puls selvom denne var nodvendig. Av den grunn vil transistoren T6 når pacemakeren detekterer generende stoy, bli hindret i sin vanlige virkemåte og. pulser leveres med en forutbestemt takt. Når kretsen på fig. 1 for-bindes med kretsen på fig. 3 som vist på fig. 4»vil ledningen for-binde potensiometeret 35'°S motstanden 59' med en klemme av batteriet 7 likesom potensiometeret 35°g motstanden 59 Pa fig- !• Ledningen 8l forbinder basisen i transistoren T7' med den andre klemme av batteriet 7 likesom transistoren T7 på fig. 1 er forbundet med denne klemme. Ledningen 82 forbinder basisen i transistoren T6' med den ene pol av kondensatoren 53 som også er forbundet med basisen i transistoren T6 på fig. 1. Ledningen 83 er forbundet med den felles jord. Ledningen 84 tjener til tilforsel av et signal til FET-bryteren 92 slik det skal beskrives nedenfor. The remaining transistors in the circuit serve to prevent the transistor T6 from becoming conductive in the presence of noise. In the presence of noise, it would otherwise be possible for the transistor T6 to become conductive and prevent the generation of a pulse even if this were necessary. For that reason, when the pacemaker detects disturbing noise, the transistor T6 will be prevented from its normal operation and. pulses are delivered at a predetermined rate. When the circuit in fig. 1 is connected with the circuit in fig. 3 as shown in fig. 4», the wire will connect the potentiometer 35°S the resistor 59' with a terminal of the battery 7 like the potentiometer 35° and the resistor 59 In fig-!• The wire 8l connects the base of the transistor T7' with the other terminal of the battery 7 like the transistor T7 in fig. 1 is connected to this terminal. The line 82 connects the base of the transistor T6' with one pole of the capacitor 53 which is also connected to the base of the transistor T6 in fig. 1. Wire 83 is connected to the common ground. The line 84 serves to supply a signal to the FET switch 92 as will be described below.

Elektroden E3 på fig. 3 er anordnet i pasientens hjerte for stimulering av forkammerne. Kretsen på fig. 3 virker på samme måte som den hbyre side av kretsen på fig. 1 med unntakelse av at hver stimuleringspuls resulterer i en forkammersammeritrekning istedet for en hjertekammersammentrekning. Kondensatoren 57' lades gjennom potensiometerne 35'°S 37'• Etter et forhåndsbestemt intervall når kondensatorspenningen har nådd det nivå som er nodvendig for å gjore transistorene T7' og T8' ledende, blir disse transistorer ledende og le.verer en forspenning til basis-emitterovergangen i transistoren T9'. Ladningen på kondensatoren 65' flyter gjennom transistoren T9' og elektrodene E2 og E3. Bredden av hver puls bestemmes av innstillingen av potensiometeret 37' som bestemmer den tid som er nodvendig for ladning av kondensatoren 57' gjennom transistorene T7' og T8'. Intervallet mellom pulsene bestemmes ved innstillingen av potensiometeret 35' som bestemmer den tid som er nodvendig for å lade kondensatoren 57' til et nivå som gjor transistorene T7' og T8' ledende. The electrode E3 in fig. 3 is arranged in the patient's heart for stimulation of the atria. The circuit of fig. 3 works in the same way as the right-hand side of the circuit in fig. 1 with the exception that each stimulation pulse results in an atrial contraction instead of a ventricular contraction. The capacitor 57' is charged through the potentiometers 35'°S 37'• After a predetermined interval when the capacitor voltage has reached the level necessary to make the transistors T7' and T8' conductive, these transistors become conductive and provide a bias voltage to the base the emitter junction in the transistor T9'. The charge on the capacitor 65' flows through the transistor T9' and the electrodes E2 and E3. The width of each pulse is determined by the setting of the potentiometer 37' which determines the time required to charge the capacitor 57' through the transistors T7' and T8'. The interval between the pulses is determined by the setting of the potentiometer 35' which determines the time required to charge the capacitor 57' to a level which makes the transistors T7' and T8' conductive.

Enhver puls som leveres•gjennom kondensatoren 53 som som folge av detektering av en R-bolge, bevirker at transistoren T6' blir ledende sammen med transistoren T6. Samtidig med at kondensatoren 57 utlades gjennom transistoren T6, utlades også kondensatoren 56' gjennom transistoren T6'. I dette tilfelle er tidsintervallet for kretsen på fig. 3 ikke avsluttet og en forkammerstimuleringspuls frembringes ikke. Istedet begynner tidsintervallet igjen. Any pulse supplied through capacitor 53 as a result of detecting an R-wave causes transistor T6' to become conductive along with transistor T6. At the same time that the capacitor 57 is discharged through the transistor T6, the capacitor 56' is also discharged through the transistor T6'. In this case, the time interval for the circuit of Fig. 3 not terminated and an atrial pacing pulse is not produced. Instead, the time interval starts again.

Fig. 5 viser tidsfolgen, idet to R-bolger viser to etter hverandre folgende hjertekammersammentrekninger av pasientens hjerte. Et normalt intervall mellom disse er mindre enn 760 millisekunder. P-bolgen som horer til den andre R-bolge opptrer mellom de to R-bolger. Fig. 5 shows the time sequence, with two R-waves showing two consecutive ventricular contractions of the patient's heart. A normal interval between these is less than 760 milliseconds. The P-wave that belongs to the second R-wave occurs between the two R-waves.

Potensiometeret 35' nar en verdi som er slik at kondensatoren 57' lades til et nivå som er nodvendig for at.transistorene T7' og T8' skal bli ledende etter 600 millisekunder etter den siste utladning av kondensatoren. Forkammerstimuleringspulsen på elektroden E3 opptrer 600 millisekunder etter den forste R-bolge. Det skal bemerkes at forkammeret stimuleres etter P-bblgen i et normalt hjerteslag. Hvis en P-bolge er frembrakt er det en indikasjon på at forkammeret har trukket seg sammen og at en forkammerstimuleringspuls på elektroden E3 ikke er nodvendig. Hvis imidlertid en slik puls frembringes etter forkammersammentrekningen, dvs. under utvidelsen av forkammeret har det ingen innvirkning på funksjonen av pasientens hjerte. En frembringelse av forkammerstimuleringspuls for den naturlige forkammersammentrekning kan medfbre en fortidlig forkammersammentrekning, hvilket er ubnsket. The potentiometer 35' reaches a value such that the capacitor 57' is charged to a level necessary for the transistors T7' and T8' to become conductive after 600 milliseconds after the last discharge of the capacitor. The atrial stimulation pulse on electrode E3 occurs 600 milliseconds after the first R wave. It should be noted that the atrium is stimulated after the P-bblgen in a normal heartbeat. If a P wave is produced, it is an indication that the atrium has contracted and that an atrium stimulation pulse on electrode E3 is not necessary. If, however, such a pulse is produced after the atrial contraction, i.e. during the expansion of the atrial chamber, it has no effect on the function of the patient's heart. A generation of an atrial stimulation pulse for the natural atrial contraction can cause a premature atrial contraction, which is undesirable.

Potensiometeret 37 Pa fig- 1 har en verdi som bevirker at tidsintervallet for hjertekammerstimuleringen er 800 millisekunder. Pulsen på elektroden El er derfor på fig. 5 vist 800 millisekunder etter den forste R-bolge som bare er litt etter at den andre R-bolge skulle opptre. Hvis den andre R-bblge detekteres av elektroden El, vil begge tidsintervallene tilbakestilles og det vil ikke frembringes noen puls på elektroden El. Dette er den bnskede drift ved behovs-modus. Hvis et naturlig hjerteslag ikke opptrer innen 800 millisekunder etter det siste hjerteslag, frembringes en puls på elektroden El for å stimulere hjertekammersammentrekningen. The potentiometer 37 Pa fig-1 has a value which causes the time interval for the heart chamber stimulation to be 800 milliseconds. The pulse on the electrode El is therefore in fig. 5 shown 800 milliseconds after the first R-wave which is just a little after the second R-wave should appear. If the second R signal is detected by electrode E1, both time intervals will be reset and no pulse will be produced on electrode E1. This is the desired operation in demand mode. If a natural heartbeat does not occur within 800 milliseconds of the last heartbeat, a pulse is generated on electrode E1 to stimulate ventricular contraction.

Det skal bemerkes at hvis hjertet slår naturlig vil det ikke skje noen forkammerstimulering ved hjelp av pacemakeren. It should be noted that if the heart is beating naturally, no atrial stimulation will occur using the pacemaker.

Det vil imidlertid opptre en forkammerstimulering fordi tidsintervallet på 600 millisekunder er mindre det naturlige intervall mellom pulsene. I det tilfelle at en naturlig forkammersammentrekning ikke finner sted, vil forkammerstimulering være onskelig for at hjertet skal funksjonere mere effektivt. Hjertekammerstimuleringen vil naturligvis komme på tale som korreksjon ved eventuell hjerteblokk. En normal hjertekammersammentrekning kan opptre ca. 120 - l6o millisekunder etter forkammerstimuleringen. Hjertekammerintervallet i kretsen på fig. 3 er 200 millisekunder lenger enn forkammerintervallet på fig. 1. Tilstrekkelig tid foreligger da for en naturlig hjertekammersammentrekning for en hjertekammerstimuleringspuls frembringes. Vanligvis skal hjertekammerintervallet overskride forkammerintervallet med l6o - 250 millisekunder. However, atrial stimulation will occur because the time interval of 600 milliseconds is less than the natural interval between the pulses. In the event that a natural atrial contraction does not take place, atrial stimulation will be desirable in order for the heart to function more efficiently. Cardiac chamber stimulation will naturally come into play as a correction in case of possible heart block. A normal heart chamber contraction can occur approx. 120 - 160 milliseconds after the atrial stimulation. The heart chamber interval in the circuit of fig. 3 is 200 milliseconds longer than the atrial interval in fig. 1. Sufficient time is then available for a natural ventricular contraction for a ventricular stimulation pulse to be produced. Usually the ventricular interval should exceed the atrial interval by l6o - 250 milliseconds.

Det skal også bemerkes at driften av kretsen på fig. 3 bestemmes av detekteringen av en hjertekammersammentrekning. Det er hoyst onskelig å styre kretsen på fig. 3 i samsvar med pasientens hjerteslag idet en kontinuerlig generator for tilforsel av stimule-ringspulser til forkammeret kan bevirke at pasientens hjertetakt kan bli uonsket påvirket. Selvom den naturlige hjertetakt kan endre seg, er tidsinnstillingen av pacemakeren fast. Av den grunn vil kondensatoren 57' utlade seg etter ethvert slag av pasientens hjerte. Teoretisk kan det være mulig å detektere en forkammersammentrekning, dvs. å detektere en P-bolge og utlade kondensatoren 57' for intervallet er avsluttet, slik at en forkammerstimuleringspuls ikke frembringes hvis den ikke er nodvendig. Det er imidlertid meget vanske-lig å detektere en P-bblge fordi den er svak sammenliknet med R-bblgen. Av den grunn er i det beskrevne utfbrelseseksempel detekteringen av R-bolgen også anvendt for tilbakestilling av tidsintervallet for kretsen på fig. 3- Dette vil naturligvis resultere i en kontinuerlig frembringelse av pulser på elektroden E3 når hjertet arbeider normalt, selvom ikke pulsene når elektroden El, fordi hver R-bblge detekteres etter at pulsen på elektroden E3 er frembrakt. Frembringelsen av en forkammerstimuleringspuls under forkammerutvid-elsen har vist seg ikke å ha noen innvirkning på hjertets normale funksjon. Det samme er ikke tilfelle ved frembringelse av hjerte-kammerstimuleringspulser som folger etter en hjertekammersammentrekning, og dette er grunnen til anvendelsen av en behovs-pacemaker i forste rekke. It should also be noted that the operation of the circuit of FIG. 3 is determined by the detection of a ventricular contraction. It is highly desirable to control the circuit in fig. 3 in accordance with the patient's heartbeat, since a continuous generator for supplying stimulation pulses to the anterior chamber can cause the patient's heart rate to be undesirably affected. Although the natural heart rate may change, the timing of the pacemaker is fixed. For that reason, the capacitor 57' will discharge after every beat of the patient's heart. Theoretically, it may be possible to detect an atrial contraction, ie to detect a P-wave and discharge the capacitor 57' before the interval has ended, so that an atrial pacing pulse is not generated if it is not needed. However, it is very difficult to detect a P bblge because it is weak compared to the R bblge. For that reason, in the described embodiment, the detection of the R-wave is also used to reset the time interval for the circuit in fig. 3- This will naturally result in a continuous production of pulses on electrode E3 when the heart is working normally, even if the pulses do not reach electrode E1, because each R-bblge is detected after the pulse on electrode E3 has been produced. The generation of an atrial pacing pulse during atrial dilation has been shown to have no effect on the normal function of the heart. The same is not the case in the generation of cardiac ventricular pacing pulses following a ventricular contraction, and this is the reason for the use of a demand pacemaker in the first place.

Det er i noen tilfeller mulig at forkammersammentrekningen vil frembringe et elektrisk signal på elektroden El som vil bevirke at transistoren Tl blir ledende og starter to nye intervaller. Av den grunn er det i ledningen 11 mellom elektroden El og kondensatoren 17 innskutt en FET-bryter 92 i basiskretsen for transistoren Tl. Denne bryter er normalt ledende på grunn av forbindel-sen gjennom motstanden 94 med jord. Den negative puls som frembringes på elektroden E3 opptrer på ledningen 84 og tilfores gjennom dioden 95 til kondensatoren 93- Kondensatoren lades og bryter FET-bryteren. Når en forkammerstimuleringspuls er avsluttet (etter en varighet på 2 millisekunder) utlades kondensatoren 93 gjennom motstanden 94. Tidskonstanten for RC-leddet er slik at FET-bryteren forblir brutt i enda ca. 6 millisekunder for å hindre feilaktig detektering av en hjertekammersammentrekning i noen få ekstra millisekunder inntil pulsen har falt til ro. På denne måte vil detekteringen av et hjerteslag ikke være mulig under forkammerstimulering og i en kort tid etter denne. Kondensatoren 91 tjener som avkopling for hbyfrekvenstransienter som kan skyldes FET-brytningen på ledningen 9. It is possible in some cases that the atrial contraction will produce an electrical signal on the electrode El which will cause the transistor Tl to become conductive and start two new intervals. For that reason, a FET switch 92 is inserted in the line 11 between the electrode E1 and the capacitor 17 in the base circuit for the transistor T1. This switch is normally conductive due to the connection through the resistor 94 to earth. The negative pulse produced on the electrode E3 appears on the line 84 and is fed through the diode 95 to the capacitor 93- The capacitor is charged and switches the FET switch. When an atrial pacing pulse has ended (after a duration of 2 milliseconds), the capacitor 93 is discharged through the resistor 94. The time constant of the RC junction is such that the FET switch remains open for another approx. 6 milliseconds to prevent false detection of a ventricular contraction for a few extra milliseconds until the heart rate has settled. In this way, the detection of a heartbeat will not be possible during atrial stimulation and for a short time after this. The capacitor 91 serves as a decoupling for high frequency transients which may be due to the FET breaking on the line 9.

Tidsintervallene på 600 og 800 millisekunder som vist på fig. 5 er ikke kritiske. Betydelig variasjon er mulig. Normalt kan tidsintervallet for kretsen på fig. 3 være slik at en puls frembringes på elektroden E3 på et tidspunkt mellom P- og R-bblgen som folger en foregående R-bolge. Tidsintervallet for kretsen på fig. 1 kan være slik at en puls frembringes på elektroden El på et tidspunkt etter den siste R-bolge som strekker seg ut over den onskede periode mellom naturlige hjerteslag. The time intervals of 600 and 800 milliseconds as shown in fig. 5 are not critical. Considerable variation is possible. Normally, the time interval for the circuit of fig. 3 be such that a pulse is produced on the electrode E3 at a time between the P and R waves which follows a preceding R wave. The time interval for the circuit of fig. 1 can be such that a pulse is produced on the electrode E1 at a time after the last R-wave which extends over the desired period between natural heartbeats.

Som det vil fremgå tjener pacemakeren ifolge oppfinnelsen til å korrigere for tilstander som er kjent som forkammer-bradycardia samtidig som den beskytter mot for svak hjertekammervirk-somhet. As will be seen, the pacemaker according to the invention serves to correct conditions known as atrial bradycardia while at the same time protecting against too weak cardiac ventricular activity.

Claims

1. Apparatus for generating electrical pulses for stimulating the heart's activity, comprising a pulse generator which supplies the heart with one or more pulses controlled by a detector which monitors the patient's heart function, characterized in that electrodes are arranged for both the atrium and the heart chamber, that the detector is provided with a first time control circuit that a first predetermined time interval after detection of the patient's last detected heart sound causes the supply of a pulse to the atrial electrodes, and that the detector is provided with a second time control circuit that a second predetermined time interval after detection of the patient's last detected heart sound causes the supply of a pulse to the heart chamber electrodes•

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the first time control circuit provides an interval that is shorter than a normal interval between successive R waves in the patient's electrocardiogram and longer than a normal interval between an R wave and the next P wave in the patient's electrocardiogram.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the second time control circuit provides an interval which is longer than a normal interval between successive R-waves in the patient's electrocardiogram, preferably 160-250 milliseconds longer than the first interval.

4-. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized by the device for disconnecting the detector during the generation of the pulse to the anterior chamber electrodes.

5. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized by a control device which, depending on the detector's activity under noise which could otherwise be confused with the patient's heartbeat, controls the supply of pulses to the atrium or. the heart chamber electrodes.

6. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the detector causes the supply of a pulse to the heart chamber electrodes after the supply of a pulse to the atrial electrodes only when it has not detected a heart sound from the patient.