SE445176B - Implanterbar hjertstimulator - Google Patents

Description

20 25 30 35 7906205-5 2 Ett problem med sådana implanterade hjärtstimulatorer av behovstypen enligt tidigare teknik är att det ej fanns något sätt att tillfälligt höja eller sänka takten eller annan driftsparameter, med vilken dessa stimuleringspul- ser alstras, utan kirurgiskt ingrepp. Ännu ett annat problem är den stora svårigheten att fastställa den åter- stående livslängden för batteriet, att detektera och korri- _ gera en felbehäftad elektrod samt att upprätta en adekvat säkerhetsmarginal vad det gäller R-vågkänslighet i en implanterad stimulator av behovstypen.

Några för närvarande konstruerade implanterbara hjärt- stimulatorer har en takthöjningsförmâga men kontrollerar ej tillräckligt dugligheten hos behovsfunktionen. Andra anordningar är försedda med en magnetisk tungströmställar- anordning, vilken kan overksamgöra behovsförstärkaren i syfte att kontrollera behovsfunktionen, men brister 1 takthöjningsförmåga.

En annan förbättring, vilken har inträffat sedan Greatbatch först beskrev den implanterbara hjärtstimulatorn, är organ för att medge omprogrammering av stimulatorn efter dess implantering. I US patentskriften 3 805 796 beskrives kretsar, som medger ändring av stimulatorns takt efter dess implantering utan att något ingrepp göres. Takten varierar som gensvar på det antal gånger en magnetiskt påverkbar tungströmställare slutes. Anordningen enligt denna patentskrift verkar genom att räkna det antal gånger tungströmställaren slutes och genom lagring av det antalet i en binärräknare. Varje steg i räknaren är kopplat att antingen koppla in eller förbigå en resistor i en serie- kopplad resistorkedja, vilken utgör del av RC-tidkonstanten, som styr stimulatorns takt.

Idén i sistnämnda patentskrift har förbättrats genom anordningen enligt US patentskriften 4 066 086, som avslö- jar enprogrammerbar hjärtstimulator, vilken reagerar för tillförseln av radiofrekventa pulsknippen'under det att ett magnetfält, som upprätthålles i omedelbar anslutning till en magnetiskt manövrerad, 1 hjärtstimulatorkapseln ingående tungströmställare, håller tungströmställaren 10 15 20 25 30 35 7906205-5 3 sluten. I den i denna patentskrift beskrivna kretsen är åter enbart takten programmerbar som gensvar på antalet tillförda RF-pulsknippen. Användandet av radiofrekvens- signaler för att programmera hjärtstimulatorer avslöjades tidigare i US patentskriften 3 933 005. Anordningen enligt denna patentskrift kunde programmeras både ifråga om takt och pulsbredd. Ingen stimulator har emellertid någonsin beskrivits, vilken kan programmeras med avseende på fler än två parametrar eller få valda särdrag eller prov pro- grammerade enligt instruktioner. En sådan stimulator skulle kunna benämnas en universellt programmerbar stimulator.

Ett område där hjärtstimuleringstekniken har släpat efter elektronikteknikens allmänna tillstånd inbegriper utnyttjandet av digitala elektriska kretsar. Ett skäl till detta har varit den höga energi som erfordras för att. driva digitala kretsar. Tekniska framsteg på senare tid inom på LSI-kretsar framställda CMOS-don gör emellertid tillsammans med förbättringar av hjärtstimulatorbatterier att digitala elektroniska kretsar börjar utnyttjas i kommersiella stimulatorer. De naturliga fördelarna hos digitala kretsar är deras noggrannhet och tillförlitlighet.

Den digitala kretsen drives typiskt som gensvar på en kristalloscillator, vilken åstadkommer en mycket stabil frekvens över utdragna tidsperiod. I den tidigare tekniken har det funnits förslag om att utnyttja digital teknik i hjärtstimulatorer sedan åtminstone 1966. Som exempel hänvisas till en artikel av Leo F. Walsh och Emil Moore med titeln "Digital Timing Unit for Programming Biological Simulators" i The American Journal of Medical Electronics, First Quarter, 1977, sid 29-34. Det första patent som föreslår digital teknik är US-patentet 3 557'796. Detta patent avslöjar en oscillator, som driver en binärräknare.

När räknaren når ett visst räknetal, avges en signal, som åstadkommer avgivandet av en hjärtstimulatorpuls.

Samtidigt återställes räknaren och börjar ånyo räkna oscillatorpulserna. I nämnda patent avslöjas dessutom den digitala varianten av behovstypen, varvid räknaren åter- ställes vid avkänning av ett naturligt hjärtslag, samt » -.__.--.-.-.-- -- -» 10 15 20 25 _30 35 7906205-5 4 den digitala varianten av okänslighetsperioden, varvid utsignalen hindras under en viss tid efter avgivandet av en hjärtstimuleringspuls eller avkännandet av ett naturligt hjärtslag.

Såsom nämnts ovan visas digitala programmeringstekni- ker både i US patentskriften 3 805 796 och US patentskriften 3 833 005. US patentskriften 3 833 005 avslöjar dessutom digitala styrkretsar för styrning av stimuleringspulstakten eller -raten genom inrättande av en återställbar räknare för kontinuerlig räkning upp till ett visst värde, vilket jämföres mot ett i ett lagringsregister programmerat värde.

Denna patentskrift visar också åtgärder för justering av utpulsens bredd genom omkoppling av resistansen i RC-kretsen, som styr pulsbredden.

Andra patentskrifter, som avslöjar vid hjärtstimulering användbara digitala tekniker, inbegriper US patentskrifterna 3 631 860, 3 857 399, 3 865 119, 3 870 050, 4 038 991, 4 043 347, 4 049 003 och 4 049 004.

Ehuru det i dessa har föreslagits att en mängd olika parametrar, dvs pulsbredd och pulsrat, kanändras i en invärtes implanteräd stimulator, är en anordning med för- måga att arbeta i en mängd olika stimulerings- och/eller avkänningssätt ett önskemål. Systemen enligt den tidigare tekniken har förmåga att medelst digitakaräknarkretsar lagra ett programmerbart ord, som utmärker en önskad takt eller pulsbredd. I en invärtes implanterad anordning är i själva verket utrymmet begränsat för innefattande av ett flertal sådana räknare, medelst vilka ett antal sådana funktioner skulle kunna programmeras. Vidare måste hänsyn tagas till tillgänglig energi för drivning av sådana räknare liksom livslängden för stimulatorns inre ström- källa som följd av det pålagda strömbehovet. Det är välkänt inom tekniken att komplexiteten för den i en invärtes implanterad anordning inbegripna kretsen begränsas av många faktorer, som innefattar strömuttaget från batteriet och därmed den förväntade livslängden för ett batteri, innan ett kirurgiskt ingrepp erfordras för att byta ut ianordningens strönücälla, exempelvis ett batteri. 10 l5 20 25 30 35 7906205-5 5 Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att höja flexibiliteten och anpassbarheten hos en invärtes implanterad anordning, så att ett flertal förlopp, inbe- gripet vävnadsstimulering och fjärrmätning, kan utföras.

Ett mer speciellt ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anpassbar, för flera syften användbar, implanterbar stimulator med förmåga att programmeras före eller efter implantering för utförande av ett särskilt stimuleringsförfarande (eller fjärrmätningsförfarande) i beroende av patientens förhandenvarande tillstånd.

Stimulatorn enligt uppfinningen är baserad på en programmerbar mikroprocessor i kombination med ett multi- plexersystem. Därigenom kan man medelst endast en anordning realisera flera olika stimuleringssätt. Exempelvis kan man åstadkomma V00-stimulering, VVI-stimulering, VAT- stimulering och VDD-stimulering. De kända anordningarna är avsedda att arbeta enligt ett enda stimuleringssätt, vilket även gäller för den i DE 2 738 871 beskrivna an- ordningen. I denna skrift àskàdliggöres användning av en mikroprocessor för framställning av en V00-stimulator.

Denna stimulator uppvisar dock inte de avkänningsför- stärkarstrukturer som áterfinnes i den uppfinningsenliga anordningen och som möjliggör behovsstimulering vid VVI~ och VDD-arbetssättet. I denna kända stimulator äterfinnes ej heller något multiplexersystem för omkoppling av lednings- konfigurationen. Därtill kommer att det ej heller före- kommer någon analog-digitalomvandlare. 4 Det nya och utmärkande för uppfinningen är således utnyttjandet av det faktum, att mikroprocessorn i kombina- tion med ett multiplexersystem kan åstadkomma flera olika stimuleringssätt för att anpassa anordningen till patientens eventuellt ändrade tillstànd.

En implanterbar hjärtstimulator , vilken är inrättad att via ett ledningssystem åstadkomma en terapeutisk stimulering av kammaren hos en patients hjärta och vilken innefattar en förmaksanslutning för förbindelse med led- ningssystemet och en kammaranslutning för förbindelse med ledningssystemet, kännetecknas enligt uppfinningen 10 15 20 25 30 35 IPR-fördröjningsperiodens slut, 7906205-5 6 av en till förmaksanslutningen kopplad förmaksavkännings- förstärkare, vilken är inrättad att som gensvar på en detekterad depolarisering hos förmaksvävnaden alstra en förmaksavkänningssignal, en till kammaranslutningen kopplad kammaravkänningsförstärkare, vilken är inrättad att som gensvar pâ detektering av en depolarisering hos kammarvävnaden alstra en kammaravkänningssignal, ett till kammaranslutningen kopplat kammarstimulerings- vilket är inrättat att som gensvar på en kammar- ett mikroprocessor- organ, triggsignal avge en stimuleringspuls, system, vilket är förbundet med ett multiplexerorgan och-kopplat till kammarstimuleringsorganet, varvid kammar- avkänningsförstärkaren och förmaksavkänningsförstärkaren alstrar en första uppsättning styrsignaler under en första PR-fördröjningsperiod, en andra uppsättning styrsignaler under en andra förmaksokänslighetsperiod samt en tredje uppsättning styrsignaler under en förmaksavkänningsperiod, och återstartar den första PR-fördröjningsperioden, om? det uppstår en förmaksavkänningssignal under förmaksav- känningsperioden, samt alstrar en kammartriggsignal efter med mindre det uppstår en kammaravkänningssignal under nämnda PR-fördröjningsperiod.

Denna hjärtstimulator har företrädesvis minnesorgan, som innefattar åtminstone första och andra lagringspartier, vilka vartdera lagrar en särskild process för stimulering av patientens hjärta, varvid mikroprocessorsystemet selek- tivt utför ett av de i minnesorganen lagrade programmen och innefattar adressorgan för adressering av det program som är lagrat i ett valt lagringsparti i minnesorganen.

Härvid har hjärtstimulatorn lämpligen återställninge- organ, som är kopplade till mikroprocessorn_för.att perio-. "diskt alstra en âterställningssignal för återställning av adressorganen till en förutbestämd returadress, vari- om adressorganen oavsiktligt adresserar en menings- mikroprocessorns utförande genom, lös lokation i minnesorganen, av ett valt program i minnet kommer att fortsättas adressering av den förutbestämda returadressen i det genom valda programmet. 10 15 20 25 30 35 7906205-5 7 Mikroprocessorn kan innefatta till àterställnings- organen kopplade organ för periodisk alstring och till- försel av en upphävningsinstruktionssignal till äter- ställningsorganen för upphävande av återställningsorganens arbete, om adressorganen arbetar korrekt. Åtminstone några av insígnalerna till multiplexer- organen är lämpligen av analogt slag. Vidare kan analog- digitalomvandlingsorgan finnas och vara kopplade till en utgång från multiplexerorganen för mottagning och omvandling av de valda analoga insignalerna till en mot- svarande digital signal för tillförsel till mikropro- cessorsystemet.

Lämpligen är också skalningsorgan anordnade för selektiv variering av den förstärkning som pålägges den valda insignalen, så att de mikroprocessorsystemet till- förda signalerna har i huvudsak samma amplitud.

Enligt en andra sida av uppfinningen kännetecknas en implanterbar stimulator, vilken är inrättad att via ett ledningssystem åstadkomma en terapeutisk stimulering av en patients hjärta och vilken innefattar förmaks- och kammaranslutningsorgan för förbindelse med lednings- systemet, av till anslutningsorganen kopplade förmaks- respektive kammaravkänningsförstärkare, vilka är inrättade att avge förmaksavkänningssignaler och kammaravkännings- signaler och vilka har överföringsorgan, som är inrättade att göra avkänningsförstärkaren okänslig för elektriska signaler på anslutningsorganen, ett kammarstimulerings- organ, vilket är kopplat till kammaranslutningsorganet för att som gensvar på kammartriggsiflgöler alstra en stimuleringspuls, och ett mikroprocessorsystem, vilket är förbundet med ett multiplexerorgan och vilket kan avge en serie instruktioner, som definierar ett kammar- undsättningsintervall (escape interval), och alstra en" kammartriggsignal vid undsättningsintervallets slut vid frånvaro av förmaks- och kammaravkänningssignaler, vilket system dessutom innefattar låsorgan, som är förbundna med överföringsorganen och inrättade att lagra en upp- sättning styrsignaler, vilka kan göra förmaks- och kammar- 7906205-5 10 15 20 25 30 35 8 avkänningsförstärkarna okänsliga för elektrisk aktivitet på anslutningarna under kammartriggsignalen.

Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till medföljande ritningar. Fig l är en bild, som visar sättet, på vilket den programmerbara stimulatorn enligt uppfinningen är implanterad i en patient, och hur signaler överföres till och från stimulatorn för ändring eller anpassning av det av stimulatorn realiserade programmet respektive presentation på en yttre monitor av signaler, som anger hjärtats (eller annan vävnads) aktivitet.

Fig 2 är ett funktionsblockschema över den invärtes implante- rade stimulatorn, såsom allmänt visad i fig l. Fig 3A är ett kretsschema över särskilda samankopplingar från stimu- latorn i fig 2 till patientens hjärta för realisering av kammarstimulering och avkänning enligt behovstypen. Fig 3B är ett kretsschema, som visar sammankopplingar från stimula- torn i fig 2 till patientens hjärta för realisering av en sekventiell stimulering av patientens förmak och kammare.

Fig 3C är ett kretsschema över sammankopplingar från stimu- latorn i fig 2 till patientens förmak och kammare för realisering av en synkron, kammarinhiberad förmaksstimule- ring (ASVIP). Fig 4A är ett tidsschema över aktiveringen av strömställarna och elementen i kretsen enligt fig 3A för realisering av en kammarstimulering av behovstypen.

Fig 4B är ett tidschema över aktiveringen av strömställarna och elementen i fig 3B för realisering av ett bifokalt stimuleringssätt. Fig 4C är ett tidsschema över aktiveringen av strömställarna och elementen i fig 3C för realisering av ett ASVIP-arbetssätt. Fig 5 är ett flödesschema över ett av ett flertal program, som skall lagras i minnet i den i fig 2 visade stimulatorn, för realisering av en kammarstimu- lering av behovstypen i enlighet med tidsschemat i fig 4A.

Fig 6,är ett funktionsblockschema över en ytterligare utföringsform av stimulatorn enligt uppfinningen. Fig 7A och B är detaljerade kretsscheman över två särskilda, åskådliggörande utföringsformer av den i fig 6 generellt visade stimulatorn. Fig 8 är ett funktionsblockschema över den analog-digitalomvandlare som är inbegripen i stimula- 10 15 20 25 30 35 7906205-5 9 torn enligt fig 6 och 7. Fig 9 är en kurva, som åskådliggör arbetssättet för den i fig 8 visade reversibla räknaren.

Fig 10 är ett mer detaljerat kretsschema över den i fig 8 visade analog-digitalomvandlaren. 1 På ritningarna och särskilt i fig l, vartill nu hän- visas, visas en stimulator enligt föreliggande uppfinning inrättad för att programmeras på en mängd olika sätt, så att patientens hjärta, inbegripet dess förmak 40 och dess kammare 42, kan stimuleras på en mängd olika sätt, samt att avkänna den elektriska aktiviteten i patientens förmak och kammare (eller annan kroppsvävnad) för att antingen modifiera stimulatorns stimuleringsparamet- rar eller för överföring till en från patientens kropp 14 skild plats.

Stimulatorn 12 innefattar närmare bestämt ett hölje 13, som är motståndskraftigt mot kroppsvävnad och -vätska, en första ledning 17, som är kopplad till och fastgjord medelst en elektrod vid hjärtats förmak 40, samt en andra ledning 19, vilken är kopplad till och medelst en elektrod fastgjord vid patientens kammare 42. Vidare visas en yttre sändare 10, vilken medelst en ledning 15 är kopplad till en spole eller antenn 16, belägen utanför patientens kropp 14, för sändning av radiofrekvenskopplade signaler till den invärtes implanterade stimulatorn 12. Vidare visas en övervakningsapparat 63, som är kopplad till sändaren 10 medelst en ledning 59. Såsom kommer att förklaras i detalj kan sändaren 10 påverkas att sända signaler via ledningen 15 ofllspolen 16 till den invärtes implanterade stimulatorn 12, varigenom dennas arbetssätt kan ändras från ett till ett annat valt arbetssätt, så att läkaren kan styra typen för stimulering av patientens hjärta i överensstämmelse med patientens förändrade tillstånd. Det är klart att vid tidpunkten för kirurgisk implantering av stimulatorn 12 i patientens kropp 14 ett särskilt stimuleringssätt kan vara önskvärt. Efter implanteringen kan patientens till- stånd ändras, varvid ett annat arbetssätt kan bli önskvärt.

Det är vidare önskvärt att en mängd olika signaler sändes från patientens kropp, vilka signaler anger olika tillstånd, 10 15 20 25 30 35 7_9Û62Û5-5 10 som skall avkännas samt överföras av spolen 16 och sändaren 10 för att presenteras på övervakningsapparaten 63. Såsom visat i fig 1 kan den invärtes implanterade stimulatorn 12 dessutom innefatta en ytterligare utgång och ledning 25, som är kopplad till en givare 27, vilken kan vara av en mekanisk typ för avkänning av rörelse hos ett kroppsorgan.

Stimulatorn 12 kan dessutom ha en ytterligare utgång och ledning 21 kopplad till en magnetiskt påverkbar tungström- ställare 23, vilken kan påverkas av läkaren genom att ett yttre magnetfält anbringas därintill för slutning av ström- ställaren 23 och åstadkommande av en ändring i stimulatorns 12 arbete. En ledning 29 åskådliggör ett flertal ledningar, vilka kan vara kopplade till olika ställen i patientens hjärta för att exempelvis åstadkomma stimulering, som skulle kunna besegra en arrytmi, eller bilda redundanta ledningar för ersättning av en felbehäftad ledning 17 eller 19.

Enligt funktionsblockschemat i fig 2 innefattar stimulatorn 12 som sitt centrala styrelement en mikro- processor 100 samt en multiplexer 106 för mottagning av analoga data från en första ingång l38a, som via den första ledningen 19 (se fig 1) är kopplad till patientens kammare 42, ooh en andra ingång l38b, som via den andra ledningen 17 är kopplad till patientens förmak 40 (se fig 1).

Dessa olika analoga (och digitala) ingångar väljes av multiplexern 106 under styrning av mikroprocessorn 100 på ett valt sätt och insignalerna behandlas i enlighet med i ett minne 102 lagrade processer eller program.

Mikroprocessorn 100 är dessutom medelst en adress~ buss 112 kopplad till minnet 102, varigenom av en adress- räknare 107 lagrade och framstegade adresser tillföres för adressering av valda lokationer i minnet 102. De adresserade data överföres från minnet 102 via en databuss 110 till mikroprocessorn 100. Det finns dessutom ytterligare in- gångar 138c, d, e och f till multiplexern 106. Mikro- processorn 100 lämnar styrsignaler via en ingângsväljar- buss 120 till multiplexern 106, så att en av ingångarna l38a-f väljas för matning till mikroprocessorn 100 via _.:.._.._.-_-__....__...__.._.__- » ~ 10 15 20 25 30 35 7906205-5 11 en ledning 118, en skalningsförstärkare och analog-digital- omvandlare 108 samt en buss 114. Såsom antytt i fig 2 kopplas en strömkällas 126 utspänning VS via ingången l38c till multiplexern 106 för lämplig modifiering av stimula- torns uppförande som funktion av variationer hos ström- källan. Det är exempelvis önskvärt att stimuleringspuls- bredden ökas med minskande matningsspänning för skapande av en puls av mer konstant energi eller för sänkning av stimuleringstakten med minskande matningsspänning för indikering av ett behov av att ersätta stimulatorn eller modifiera den via programmering utifrån. Reservingångarna l38d och l38e kan som exempel också vara kopplade till kammaren 42 och förmaket 40 för redundant avkänning av aktiviteten i dessa delar av hjärtat. Avsikten är att mikroprocessorn skulle kunna välja vilken av ingângarna l38a, b, d och e som ger den mest effektiva avkänningen av förmaks- och kammarsignalerna eller kräver minst effekt från strömkällan l26 eller mest effektivt avbryter en hjärtarrytmi. Ingången 138 f kan vidare vara kopplad medelst ledningen 21 till tungströmställaren 23, så att läkaren kan anbringa en extern magnet för att sluta ström- ställaren 23, så att mikroprocessorn 100 styres att byta eller ändra det i minnet l02 lagrade programmet. Multi- plexern väljer eller styr sekventiellt en av ingångarna l38a-f via ledningen 118, som utgör ingång till mikro- processorn 100 via en förstärkare och analog-digital- omvandlare 108 samt ledaren ll4. Multiplexering användes för minskning av den maskinvara som erfordras för behand- ling av den analoga information som tillföres ingångarna l38a-f och även för att minska effektbehoven för denna funktion. Utan multiplexern 106 skulle var och en av in- gångarna l38a-f behöva sin egen enskilda skalningsförstär- kare och analog-digitalomvandlare 108. Användningen av multiplexern 106 minskar således strömuttaget från ström- källan 106 och minskar också de kretsar som måste inbe- gripas i stimulatorn 12.

Via en ledning 116 matar mikroprocessorn 100 en skalningsstyrsignal till skalningsförstärkaren och analog- 10 15 20 25 30 35 7906205-5 12 digitalomvandlaren 108, så att skalningsfaktorn eller förstärkningen för förstärkaren i blocket 108 styres att tillmötesgå de olika amplituderna för signaler, vilka tillföres multiplexerns 106 ingångar l38a-f. I detta sammanhang är det klart att strömkällans 126 utsignal för åskådliggörande ändamål skulle kunna vara av storleks- ordningen 1,3 - 6 V (från början),medan de från förmaket 40 och kammaren 42 härledda hjärtaktivitetssignalerna för âskådliggörande ändamål skulle kunna vara av storleks- ordningen l - 20 mV. Utsignalen från förstärkaren och analog-digitalomvandlaren 108 är en uppsättning digitala signaler, vilka skall lagras i mikroprocessorn 100 och särskilt i mikroprocessorns 100 register. I en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning skulle mikro- processorn 100 också kunna realiseras med för närvarande tillgänglig CMOS-lâgnivåteknik, vilken realisering skulle ge en relativt låg strömförbrukning från strömkällan 126.

Ett väsentligt element i stimulatorn 12 är minnet 102, vilket kan innefatta en icke-flyktig sektion, dvs en läs- minnesdel l02a (ROM), samt en flyktig del, dvs en direkt- accessminnesdel l02B (RAM). I läsminnesdelen l02a är de grundläggande stegen i vart och ett av de olika slagen av stimuleringssätt (eller andra processer) lagrade. Å andra sidan är en mängd olika parametrar eller hela program lagrade i direktaccessminnesdelen l02b och kan vid en senare tidpunkt programmeras om i beroende av patientens sig ändrande tillstånd. Minnet 102 kan program- meras vid tillverkningstillfället, före implantering i patientens kropp 14 eller via ett externt minnesinmatnings- gränssnitt 104, vilket medelst en radiofrekvent eller akustisk länk los är kopplat till namnet' 102. I en åskåd- liggörande utföringsform av föreliggande uppfinning kan en sådan länk som den i US patentskrifterna 3 833 005 och 4 066 086 beskrivna enkelt anpassas till användning som gränssnittet 104. Särskilt beskrives i de patent- skrifterna ett mottagarfilter för avkänning av knippen av radiofrekventa pulser, vilka överföres från en extern sändare, varvid knippena är kodade på ett sätt för om- 10 20 25 30 35 7906205-5 13 programmering av ett i minnet 102 lagrat program eller alternativt för ändring av en parameter, som är lagrad i en minneslokation i minnet 102.

Efter det att stimulatorn 12 har implanterats i patientens kropp 14, kan således läkaren vid iakttagelse av en ändring i patientens tillstånd programmera om programmet eller särskilda variabler i ett i direktminnes- delen lO2b lagrat program för att på det mest lämpliga sättet stimulera patientens hjärta för hans ändrade till- stånd. Speciellt påpekas det att det finns en mängd olika stimuleringsparametrar, såsom stimuleringspulsens pulsbredd, takten, raten eller frekvensen för pulstill- försel, perioden mellan tillförseln av en pulserings- signal och detekteringen av den motsvarande hjärtaktivi- teten, varunder avkänningsanordningen är upphävd, samt pulsamplituden. Var och en av dessa parametrar är typiskt bestämd av exempelvis ett ord om åtta bitar, vilket är lagrat i en ordlokation i direktaccessminnet lO2b i minnet 102. Om man önskar ändra pulsbredden kan läkaren således enkelt via gränssnittet 104 och ledningen 105 mata in ett nytt ord om åtta bitar, vilket ord anger den nya puls- bredd, med vilken stimulatorn 12 skall stimulera till en känd adresserbar ordlokation i direktaccessminnesdelen lO2b. Av- sikten är att ett nytt stimuleringssätt likaledes skall kunna programmeras in i direktaccessminnesdelen lO2b genom att den nya processens steg införes via gränssnittet 104.

Alternativt kan en ändring i arbetssätt åstadkommas genom införing av startlokationen för det önskade programmet från direktaccessminnesdelen lO2b i mikroprocessorns 100 adressräknare 107 för utlösning av adresseringen av det nästa programmet i minnets 102 läsminnesdel. Om stimulatorns l2 begynnelsearbetssätt exempelvis är kammarstimulering av behovstypen och det blir önskvärt att utläsa en sekven- tiell förmaks-kammaretimulering, matar läkaren in den nya startadressen till detta arbetssätt via gränssnittet 104 för åtkomst av ett annat parti av läsminnesdelen l02a, varvid mikroprocessorn 100 utlöser arbete i det nästa arbetssättet. 10 15 20 25 30 35 7906205-5 14 Såsom förklaras i detalj längre fram är det önskvärt att energin i varje patientens hjärta tillförd puls bibe- hålles konstant fastän spänningsnivån från strömkällan 126, t ex ett batteri, avtar med livslängden. Såsom an- givits i fig 2 matar multíplexern 106 periodiskt batteri- spänningen VS via ingången l38c till mikroprocessorn 100, vilken under styrning av ett i minnet 102 lagrat program jämför den uppmätta spänningen med olika, förutbestämda spänningar, som är lagrade i läsminnesdelen l02a eller direktaccessminnesdelen l02b, varvid en justering av stimuleringspulsens pulsbredd göres för att hålla stimu- leringspulsens energiinnehåll, dvs ytan under kurvan, i huvudsak konstant.

Avsikten är vidare att minnet 102 skall kunna laddas med ett program, som i själva verket är självväljande.d Ett sådant program skulle med andra ord reagera för hjär- tats signaler, såsom tillförda ingångarna l38a och b, för att avkänna hjärtats tillstånd, och välja ett av ett flertal program i beroende av det avkända tillståndet.

De särskiljande'egenskaperna hos förmakets P-våginsignal och kammarens R-våginsignal finns mer fullständigt be- skrivna i publikationen “Electrocardial Electrograms and Pacemaker Sensing" av P. Hoezler, V. de Caprio och S. Furman i[Medical Instrumentation, volym 10, nr 4, juli, augusti 1976. I detta hänseende är de kriterier, med vilka dessa hjärtsignaler skall igenkännas och jäm- föras, lagrade i minnet 102, och om en ändring fastställes kan mikroprocessorn automatiskt välja ett annat stimule- ringssätt, vilket är lämpligt för de ändrade tillstånden hos patientens hjärta, utan att en läkare utifrån behöver ingripa via det externa minnesgränssnittet 104.

Vid ett annat stimuleringssätt är avsikten att stimulatorns 12 minne 102 skall kunna programmeras att arbeta som en stimulator med automatisk tröskelföljning, varvid energin i de patientens kammare 42 (eller förmak 40) tillförda stimuleringspulserna kan minskas inkremen- tellt till dess att infångningen går förlorad, dvs stimu- leringspulserna misslyckas i att framkalla en motsvarande 10 15 20 25 30 35 7906205-5 15 kammarkontraktion, ådagalagd genom en inom en avkännings- period avkänd R-våg. Om vid detta arbetssätt R-vågen av- kännes inom perioden, utvecklas en styrsignal för minsk- ning av pulsenerginivån med ett givet, inkrementellt belopp.

Speciellt minskas pulsbredden till dess att ingen av stimulatorn framkallad R-våg avkännes, varvid programmet ökar pulsbredden till dess att R-vågen åter uppträder.

På detta sätt minimeras strömuttaget från strömkällan 126 genom att pulsbredden justeras till en nivå, som är just tillräcklig för att bibehålla infångning av patientens hjärta. Fortsättningsvis (fig 2) matas mikroprocessorns styrutsignaler via ledningar, som gemensamt är betecknade med hänvisningsnumret 131, till lâskretsdrivare 134 och av en buss 132 till motsvarande väljarströmställare 130, som avger lämpliga stimulatorpulser via ledningarna 17 och 19 (eller 29) till förmaket 40 och kammaren 42 i patientens hjärta i enlighet med de i minnet 102 lagrade processerna. Närmare bestämt är en ledning l3la kopplad till en första drivare eller kammardrivare (eller för- stärkare) l34a, vilken i sin tur är kopplad till sin egen grupp av bipolära/unipolära väljarströmställare l30a.

Det är klart att var och en av drivarförstärkarna l34b, c och d också har en tillhörande grupp väljarströmställare.

Drivarens l34b utgång är exempelvis kopplad till väljar- strömställare l30b för drivning av patientens förmak via ledningar l7a, l7b och l7c. Det är också klart att drivarna l34a-l34d kan innefatta spänningshöjningskretsar, t ex dubblare, trefaldigare, för höjning av utspänningsnivån till vad som är nödvändigt för effektiv stimulering av hjärtvävnaden med en given strömkällespänning. Väljar- strömställarna 130 är styrda av signaler, vilka framtages från mikroprocessorn via bussen 132, för selektiv koppling av den första drivarens 134 utgång till en vald av utgångarna l9a, l9b och l9c. Det är i detta sammanhang klart att strömställarna l30 är kopplade via kammarledningen 19, vilken kan ha formen av en koaxiell ledning, som är kopp- lad till en spetselektrod via_en ledare l9a och till en ringelektrod l9c, såsom mer fullständigt visat och för- ......-__-«_....-_-_-~_....- V -V , 7906205-5 10 15 20 25 30 35 16 klarat i exempelvis US patentskriften 4 010 758. Dessutom är en ledare l9b anordnad, vilken är kopplad till en platta, som är bildad av metallbehållaren eller kapseln 13, i vilken stimulatorn 12 är inkapslad. Vid normalt, bipolärt arbetssätt kopplar väljarströmställarna 130 de negativa och positiva stimuleringspulserna via ledarna l9a och l9c i koaxialledningen till spets- respektive ringelektroderna.

Om stimulering på gängse unipolärt sätt är önskvärt på- tryckes en negativ spänning via ledaren l9a på spetselek- troden och en positiv spänning via ledaren l9b på plattan, varvid ringelektroden ej är inkopplad.

Utöver att kunna avge pulser på bipolärt eller uni- polärt sätt är det önskvärt att stimulatorn göres feltålig, så att om en felbehäftad ledning detekteras som följd av dålig anslutning av en elektrodledning till hjärtvävnaden eller brott eller skada på en ledning mikroprocessorn 100 reagerar genom att lämna lämpliga styrsignaler via bussen 132 till väljarströmställarna 130, varigenom en annan kombination av ledningar (eller ledare i ledningar) selek- tivt kopplas för matning av stimuleringspulserna till kammaren 42. Som exempel kan väljarströmställarna 130 vara anordnade att koppla samman spets- och ringelektroderna l9a och l9c. Alternativt slutes väljarströmställarna 130 selektivt för tillförsel av hjärtpulsen mellan ringledaren l9c och endera av spetsledaren l9a och plattledaren l9b, så att i händelse av fel på en avledarna l9a och l9d den andra enkelt kan användas i dess ställe och fortfarande tillföra pulsen över de två ställena i patientens hjärta.

Ett fel på en av ledningarna 17 och 19 kan detekteras genom förlust av infångningen, dvs en bristande upptäckt av en hjärtaktivitetssignal på ingången 138b efter stimule- ringen av kammaren. Alternativt anger en mätning av hög impedans mellan ledarna l9a och l9b i koaxialledningen 19 ett fel på ledningen som följd av antingen uppbyggnad av ärrvävnad mellan en av spets- och ringelektroderna och kammaren 42 eller som följd av brott på en av ledarna 19.

Vid detektering av ett sådant fel väljer mikroprocessorn 100 en annan process eller ett annat program, lagrade i _ -.._____............__--..__. 10 15 20 25 30 35 7906205-5 17 minnet 102, för matning av signaler till en av väljarström- ställarna 130 och åstadkommande av en omkoppling av ledarna l9a (eller 29) på ett ovan åskådliggjort sätt.

En utgång från mikroprocessorn är också kopplad till en andra förstärkare eller förmaksstimuleringsförstärkare l34b, vars utgång är kopplad till en ytterligare uppsätt- ning väljarströmställare 130, som skall kopplas via en motsvarande uppsättning ledningar 17 till patientens för- mak 40, såsom visat i fig 1. Dessutom ingår reservförstär- karna l34c och l34d, vilka mottager utsignaler från mikro- processorn 100 och är kopplade till ytterligare uppsätt- ningar av väljarströmställare 130. Avsikten är att sådana uppsättningar av väljarströmställare 130 kan vara kopplade till patientens hjärta medelst redundanta ledningar. För- stärkarnas 1340 och l34d utgångar skulle exempelvis också kunna vara kopplade redundant till kammaren 42 och förmaket 40 i patientens hjärta. Om en av ledningarna 19 och 17 blev bruten eller resistansen mellan dess elektrod och patientens hjärta blev överdriven, skulle en redundant ledning kunna kopplas in mellan mikroprocessorn 100 och patientens hjärta genom lämplig aktivering av den motsva- rande uppsättningen väljarströmställare 130. För mätning av impedansen, såsom uppvisad av en av ledningarna 17 och 19, påpekas att denna ledning är kopplad till en utgångs- krets, vilken kommer att beskrivas i samband med fig 3 och innefattar en laddningskondensator, samt att en indike- ring av kondensatorns laddningstid utgör en indikering av den av tillhörande ledning uppvisade impedansen. Under arbete laddas utgångskondensatorn och efter laddningen påverkas utgångskretsen för åstadkommande av en urladdning av kondensatorn, varvid en stimuleringspuls matas via tillhörande ledning till patientens hjärta. Avsikten är att den period som erfordras för laddning av utgångskon- densatorn mätes genom igångsättning av en räknare, åstad- kommen av ett program i minnet 102, varvid räkningen fort- sätter till dess att laddningsspänningsnivån på utgångs- p kondensatorn när en förutbestämd nivå. Kondensatorns spän- ningsnivå kommer således att mätas upprepat under styrning 10 15 20 25 30 35 7906205-5 18 av mikroprocessorn l00, och räkneoperationen kommer att fortsätta så länge spänningsnivân ej ligger över den förut- bestämda nivån. När kondensatorns laddningsspänning har nått den förutbestämda nivån, upphör räkningen och det uppnådda räknetalet användes som en indikering på led- ningens impedans. Om ledningen är öppen kommer dess impe- dans att vara hög och därmed att bringa laddningstids- perioden att vara större, medan om ledningen är kortsluten tidsperioden kommer att vara relativt kort. Första och andra tidsgränser upprättas således för bestämning av om ledningen är kortsluten eller om dess impedans är allt- för hög, motsvarande ett brott på ledningen. I vartdera fallet kontrolleras dessa gränser, vilka har formen av tidsräknetal, och om någondera gränsen överskrides ersät- ter en andra redundant ledning den felbehäftade ledningen.

Reservdrivarna 134 kan vara anordnade för att åstad- komma stimulering på ett flertal olika ställen, exempelvis fem stycken, för att bryta en arrytmi, vilken kan avkännas av stimulatorn 12. Alternativt kan de extra drivarna 134c och d användas för att urladda en polariseringsspänning på ledningarna 17 och 19 efter stimulering eller användas för att snabbt ladda utgângskondensatorn för stimulatorer, ' vilka arbetar med hög stimuleringstakt. Arrytmier kan detekteras genom mätning av fördröjningen mellan den elektriska aktiviteten på ett första ställe på hjärtat, exempelvis i förmaket, och detekteringen av hjärtaktivitet på ett andra ställe i hjärtat, exempelvis kammaren. Om fördröjningen är mindre än en förutbestämd period, t ex 100 - 200 ms, är detta en indikering på en möjlig arrytmi.

Arrytmier orsakas i första hand av uppträdandet av ett andra, tävlande ektopiskt fokus i en patients hjärta, vilket fokus slår i konkurrens med det primära fokus som typiskt uppträder i patientens förmak. De två slagcentrumen tävlar med varandra för âstadkommande av arrytmi, varigenom hjärtats aktivitet blir felaktig och hjärtat ej pumpar blod effektivt. I en åskådliggörande form av uppfinningen är det avsikten att ett flertal elektroder, vardera kopp- lad till en förstärkare 134 och en väljarströmställare 130, 10 15 20 25 30 35 7906205-5 19 är kopplade till ett motsvarande antal valda ställen på patientens hjärta. En sådan ledning är vald att tillföra stimuleringspulser till patientens hjärta, varvid de åter- stående ledningarna är kopplade att avkänna de resulteran- de hjärtaktiviteterna på de andra ställena. Tidsluckor upprättas av ett i minnet 102 lagrat program för var och en av de fyra ledningarna, i vilka hjärtaktivitetssignaler skall mottagas, och om signalerna ej mottages inom tids- luckorna är detta enindflæuing på möjlig arrytmi. Om en detekterad signal ej ligger inom sin lucka, väljes en annan av nämnda flertal ledningar för tillförsel av stimuleringspulserna och de återstående ledningarna av- känner de resulterande hjärtaktivitetssignalerna. Om de avkända signalerna ej uppträder inom tidsluckorna efter valet av den nya stimuleringsledníngen, väljes sedan en annan ledning. Om arrytmin ej bringas under kontroll genom denna åtgärd, är programmet utformat att mata stimu- leringspulser till samtliga ledningar för att bringa hjärtats aktivitet under kontroll. Tidsperioderna, under vilka hjärtaktivitetssignalerna skall mottagas, fastställes på ett sätt, vilket förklaras nedan under hänvisning till fig 4 och 5.

Det framgår klart av ovanstående beskrivning att stimulatorn 12 är en exceptionellt flexibel, anpassbar anordning, vilken medger korrigering eller kompensering för en mängd olika slags faktorer, såsom avkänning av svårigheter, strömkällespänningsvariationer med avseende på tiden samt oförutsedda störningskällor. Förfaranden eller program inmatas exempelvis i minnet 102 för avkän- ning av R-vågorna på grundval av sådana väsentliga särdrag som lutningen hos EKG-signalen, pulsbredden hos R-vågen från patientens kammare 42, R~vågens amplitud, R-vågens likhet med ett föregående EKG-komplex, etc. Minnet l02 är dessutom programmerat att förbise utifrån kommande växelströmsbruskällor och att förbise eller bortfiltrera ovidkommande muskelsignaler. Fördelarna med en sådan an- passbar stimulator 12 medger åstadkommandet av en enda stimulator, vilken kan programmeras för en mängd olika 10 15 20 25 30 35 7906205-5 20 operationer och kan omprogrammeras kontinuerligt med teknikens ändringar. Ur tillverkarsynvinkel är det ej längre nödvändigt att modifiera varje fast uppkopplad krets för utveckling av separata hybridkretsar, vilka skiljer sig från varandra genom mindre särdrag, exempelvis en ändring av ingångsfiltret, pulsbredden eller pulsraten.

En ytterligare fördel med stimulatorn 12 i fig 2 är den att den eliminerar användandet av en huvudkälla till fel, dvs de pulsraten och pulsbredden styrande kondensa- torerna i den tidigare teknikens genom fasta uppkopplingar realiserade stimulatorer. För närvarande utnyttjar dessa stimulatorer ett resistor-kondensatorladdningsschema för åstadkommande av de önskade tidsfunktionerna, såsom pulsbredd, pulsrat och okänslighetstid. Erfarenheten antyder att kondensatorer kan vara en huvudkälla till fel i dessa kretsar.

I denna utföringsform av uppfinningen kan mikro- processorn 100 ha formen av en sådan processor som till- verkas av RCA Corporation under beteckningen “CDP 1802 7 COSMAC" mikroprocessor eller “CDP 1804 COSMAC" mikro- processor (“processing on-chip memory").

Såsom förklarats ovan i samband med fig 2 är var och en av drivarna 134 kopplad till sin egen uppsättning väljarströmställare 130, så att en stimuleringspuls matas av en av ledningarna 17 och 19 till en motsvarande del av patientens hjärta. Multiplexern 106 matar dessutom en vald signal, framtagen av ledningarna 19 och 17, från kammaren 42 och förmaket 40 till mikroprocessorn 100.

I fig 3A visas ett åskådliggörande arrangemang av drivar- förstärkarna 134 och väljarströmställarna 130 för matning av stimuleringspulserna via ledningen 19 till patientens kammare 42 för âstadkommande av kammarstimulering av behovs- typen, varvid tidsintervallen är visade i fig 4A. De hån-_ visningsnummer som användes för att beteckna element i fig 3A motsvarar de i fig 2 visade för beteckning av lik- artade element eller block. Närmare bestämt består en stimulatorutgångskrets-av en utgångstransistor QV för ,_koppling av spänningen på en kondensator CV selektivt till 10 15 20 25 30 35 7906205-5 21 kammaren 42 via ledningen 19. Närmare bestämt kopplas en styrutsignal T från mikroprocessorn 100 via ledaren l3la, förstärkaren lära och en resistor Rvz till transistorns QV bas, varvid transistorn göres ledande. Som följd härav urladdas den tidigare laddade kondensatorn CV till jord, varvid en stimuleringspuls med en pulsbredd, som motsvarar den hos signalen TWV, matas via ledningen 19 till patien- tens kammare 42. Väljarströmställaren l30a slutes under en vald period av den via bussen 132 tillförda styrsignalen TCV för förnyad laddning av kondensatorn CV under inter- vallet mellan successiva styrsignaler TWV. Styrsignalen TWV gör således selektivt transistorn QV ledande och oledande, så att motsvarande serier av stimuleringspulser matas via ledningen 19 till patientens kammare 42. Vid unipolär stimulering är plattan eller behållaren 13 i stimulatorn 19 kopplad till batteriets andra anslutning.

Såsom visat i fig 3A är kammarledningen 19 också via en ledare l38a kopplad till multiplexern och särskilt till en strömställare l06a', vilken slutes som gensvar på tids- luckesignalen TS för matning av en signal, som utmärker hjärtats kammaraktivitet, via förstärknings- och analog- digitalomvandlingskretsen 108 till mikroprocessorn 100.

Närmare bestämt är kammarledningen 19 kopplad via ledaren l38a, en kondensator Cl, resistorer Rl och R2 samt en förstärkare 139 till multiplexerströmställaren l06a'.

Vid jämförelse av funktionsblockschemat i fig 2 och kretsar- na i fig 3A (samt fig 3B och C) skall det påpekas att någon exakt överensstämmelse ej finns mellan elementen i dessa figurer. Ehuru angivet att vissa strömställare, särskilt strömställaren l06a', utgör del av multiplexern 106 finns det en skillnad i kretsarna genom att kretsen i fig 3A (och 3B och C) inbegriper avkänningsförstärkare, exempelvis kammaravkänningsförstärkaren 139, medan multi- plexern 106 i fig 2 matar en vald av ett flertal analoga insignaler till en enda förstärkare 108. Avsikten är således att de olika kopplingsfunktionerna, vilka i åskåd- liggörande syfte är visade i fig 3A (samt fig 3B och C), är visade för åskådlighets skull och skulle kunna realise- --F---.-.. n. ..-av 10 15 20 25 30 35 7906205-5 22 ras på olika sätt, ekempelvis skulle multiplexströmställa- ren l06a' kunna realiseras medelst en väljarströmställare 130. Förbindningspunkten mellan resistorerna R2 och Rl är kopplad till jord via en kondensator C2. Såsom framgår av fig 4A är det önskvärt att förstärkaren 139 låses relativt jord under vissa perioder, dvs okänslighets- perioden, varvid någon avkänning av kammarsignalen ej är önskvärd. För detta ändamål matas en tidssignal TCV via ledaren 120 till en väljarströmställare l30c, varigenom förbindningspunkten mellan resistorerna R2 och Rl kopplas till jord under okänslighetsperioden. Den av resistorerna Rl och R2 samt kondensatorerna Cl och C2 bildade kretsen tjänstgör som en kopplingskrets mellan kammaravkännings- förstärkaren 139 och patientens hjärta. När multiplexer- strömställaren l06a' är sluten och kopplar kammaravkän- ningsförstärkarens 139 ingång till jord, är det speciellt önskvärt att isolering âstadkommes mellan jord och patien- tens hjärta, eftersom annars en betydande skada skulle kunna förorsakas på patientens hjärta. För detta ändamål är resistorn Rl och kondensatorn Cl införda mellan jord och patientens hjärta. Kondensatorn C2 verkar dessutom som ett lågpassfilter för brus, som kan förefinnas på ledningen 19 liksom för att göra väljarströmställarens 130c slutning mjuk. Det är tänkt att kammaravkänningsförstärka- ren kan ha formen av en välkänd operationsförstärkare och att resistorn R2 kopplas till dess ingång för inställ- ning av dess förstärkning på inom tekniken välkänt sätt.

I fig 4A visas ett tidsschema för kammarstimuleringen av behovstyp i motsvarighet till utgångs-ingångskopp1ingar- na i fig 3A, varigenom systemet i fig 2 anpassas för stimu- lering av patientens kammare 42. Vid en tidpunkt to har en kammarstimuleringspuls just tillförts via ledningen 19 till patientens kammare 42. RV-förstärkaren 139 är därefter låst till jord genom slutning av väljarströmställaren l30c under okänslighetsperioden från to till tl. Under okänslig- hetsperioden återuppladdas också kondensatorn CV genom att styrsignalen T tillföres för slutning av strömställaren CV l30a, varvid potentialen Vs påtryckes och återuppladdar LT! 10 15 20 25 35 7906205-5 23 kondensatorn CV. Okänslighetspericden är typiskt av stor- leken 325 ms vid den tidpunkt då stimulatorn 12 implante- ras i patienten och batteriet eller strömkällan 126 är nytt. Under okänslighetsperioden avkännes ej hjärtaktivi- teten i kammaren 42, eftersom olika slags brus eller ovidkommande elektriska signaler kan förefinnas i kamma- ren 42, vilka man ej önskar avkänna. Efter okänslighets- perioden och med början vid tidpunkten tl öppnas väljar- strömställaren 1300 och strömställaren l06a' slutes, så att om hjärtat alstrar en R-vâgsignal, som skulle tillföras via ledningen 19, ledaren l38a, kammarförstärkaren 139 och den slutna strömställaren l06a', mikroprocessorn l00 reagerar genom återställning av taktregleringsperioden till to. Uppträdandet av R-vågsignalen från kammaren 42 anger att hjärtaktiviteten är normal och att det ej är önskvärt att en tävlande kammarstimuleringssignal till- föres. Så länge som patientens hjärta alstrar en R-våg- signal kommer stimulatorn 12 således ej att alstra någon kammarstimuleringssignal. Om efter utgången av avkännings- perioden från tl till tz emellertid ingen R-våg har avkänts, kommer mikroprocessorn 100 att alstra en tidsignal Twv, vilken tillföres via ledaren l3la, förstärkaren l34a, resistorn RV2, till transistorns QV bas, varigenom tran- sistorn QV göres ledande och åstadkommer snabb urladdning av kondensatorn CV genom hjärtlasten (representerad av en resistans R3), varigenom en stimuleringspuls tillföres via ledningarna l9 och 13 till kammaren 42. Under stimule- ringsperioden från t2 till t3 låses kammarförstärkaren 139 vid jord genom den slutna strömställaren 1300. Av det ovanstående framgår klart att de olika perioderna, som motsvarar kammarpulsens pulsbredd mellan tidpunkterna t2_och t3, och okänslighetsperioden mellan tidpunkterna to och tl, kan justeras eller programmeras om genom inmat- ning av nya ord om åtta bitar i minnet 102, visat 1 fig 2.

I fig 5 visas ett flödesschema över åtgärderna för realisering av kammarstimulering av behovstypen, vars tidsschema är visat i fig 4A och vars utgångs- och ingångs- kretsförbindningar är visade i fig 3A till den i fig 2 ,........_._.......~-_.,._.,..__..._-W_ I s.........,--_l __' .l._.._._.... ..._ _. 7906205-5 24 visade stimulatorn 12. I en âskådliggörande utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar mikroprocessorn 100 ett flertal pekarregister för lagring av pekare eller adresser till ordlokationer i läsminnesdelen l02b av minnet 102. I denna åskâdliggörande utföringsform ingår följande register för lagring av de angivna pekarna eller adresserna i mikroprocessorn 100: R(0) = Programräknare (PC) R(3) = Slingräknare (LC) R(4) = Tidräknare (TC) R(A) = Utgångstillståndstabellpekare (QP) R(B) = Tidlängdstabellpekare (TP) R(C) = Spänningsövergångspunktstabellpekare (VP) R(D) = Okänslighetstidpekare (TR) R(E) = Ingångspekare (VDD) Flagginsignaler för tungströmställaren (EF2) och R-vågen (EF1) tillföres vidare mikroprocessorn, såsom kommer att förklaras i samöand med fig 7A och 7B. Beteckningen för flagginsignalerna och pekarna samt räknarna användes genomgående i nedanstående programlistning. Såsom konven- tionellt hos mikroprocessorer innefattar mikroprocessorn l00 adressräknaren 107, vilken stegar fram med ett för varje steg i programmet, allteftersom det utföres under styrning av mikroprocessorn 100, för angivande av den nästa lokationen i minnet 102, från vilken information skall läsas ut. Åtgärderna, som skall förklaras med hän- visning till fig 5, för åstadkommande av kammarstimulering av behovstypen realiserades i en "RCA COSMAC"-mikroproces- sor genom efterföljande maskininstruktioner: _ - -__.._ _. _........._...., , 7906205-5 25 Minnes~ Symbolisk Minnes- Stég- adress beteckning innehåll Anm. läoe (Hexadecimalt)1 (Hexadecimalt) 00 0000 D = 00 200 01 LDI F8 202 02 00 00 202 03 PHI, 3 B3 202 04 PLO, 3 A31- Sätt LC=0 202 05 GLO, 3 83 _ R(3)->D 204 06 BNZ 3A Är LC=00 204 07 ' oUTPUT 3D Nej? Gå till 204 Utgångs- tillstånds- minnes- adress 3D 08 LDI FB Ja? Sätt 206 Utgångs- tillstånds- tabell på adress A0 09 QP A0 R(A) = QP 206 OA PLO, A AA I 206 OB LDI F8 Sätt 206 OC TP A4 R(B)=TP 206 on PLo, Bl Aß_ 206 OE LDI F8 206 OF VP BO _ 206 10 PLO, C AC Sätt R(C) 206 =VP ll LDI F8 206 12 TR A3 206 13 PLO, D AD Sätt R(D) 206 ' =TR 14 LDI P8 206 15 VDD B6 2062 16 PLO, E AE SättR(E) 206 _ =VDD - 17 SEX, E EE > Sätt X=E 208 18 INP 68 Läs A-D 208 ll (VDD) 19 sEx, A EA sätt xéA 210 7906205-5 1A lB lC lD lE~ lF 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2A 2B 2C 2D 2E 2F 30 31 32 33 34 35 35 _ I ¶ OUT 'INC B INC B LDA, C sEx, E sn BUF VPVDDCom- pare DEC B DEC B DEC C LDI 03 PLO, 3 STROBE A-D LDA, D PLO, 4 DEC, 4 GLO, BNZ Test 2- DEC, 3 BR Check 0 (LC=0) GLO, 3 XRI 02 BNZ DECTC 60 lB lB 4C EE F7 33 lB 2B 2B 2C F8 03 A3 4D A4 24 84 3A 32 23 30 05 83 FB 02 3A 2B 62K(l5) M(QPyä OUT 210 PQ + l TP + 2 214 214 M(R(C)->D, 214 VP + 1 E-v X 212 VP ~ VDD 212 Om DF=l 212 VP§ VDD Förgreningtill214 VPVDD Jämför Minska 212,2l¶ R(B) 2l2,214 med 2 Minska _ 2l2,2l4 R(C) med 1 216 216 Sätt LC=3 216 218 M(TR)->D, 220 TR + 1 M(TRyaTC 220 TC - 1 238 Prova TC=0 224 Nratill prov 224 LC = 2 Ja, LC-1 232 232 232 R(3)*D 226 ' 226 Är LC=2 226 226 LC=2, 226 Förgrening 37 38 39 3A 3B 3C 3D 3E 3F 40 41 42 Adress A0 Al A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 AA AB AC AD AE AF BNl DECTC B2 DECTC BR STRT~l SEX, A OUT LDA PLO, 4 BR DECTC Anm q QP TR TP. 27 7906205-5 3C Prova R-vågs- 228 ingång 2B Ingen R-vågs- 228 ing_förgrening 35 Prova tung- 230 strömställare 2B Ja till 230 minska TC 30 Ingen tung- 230 strömställare 01 Förgrening till STRT-l EA Sätt X=A,QP 234 60 M(QP)åOUT, 234 QP + l 4B 236 A4 M(TP)èTC, 236 TP + 1 30 Förgrcningtill222 2B Minska 222 TC Assembler Maskinspråkskod Q REF 01 Q PP 02 P PW 04 T REF FF SP 5,2 V 60 PW 5,2 V 03 SP 4,8 V 60 PW 4,8 V 06 SP 4,4 V 50 PW 4,4 V 08 SP 4 V 60 PW 4 V 10 SP 3,6 V 60 PW 3,6 V 12 SP 0 V 60 Pw 0 V 12 7906205-5 28 B0 VP 5,2 V 52 Bl 4,8 V 48 B2 '4,4 V 44 B32 4,0 v 40 B4 4 3,6 V _ 36 BS 0 0,0 V 00 B6 VDD SP F Avkänningsperiod PW = Pulsbredd I fíg 5 visas ett flödesschema över åtgärderna, som representerar de ovan uppställda instruktionerna, varvid den motsvarande åtgärden för sina instruktioner identifie- ras under rubriken “Stegläge“. Programmet börjar i start- steget 200, som övergår i ett steg 202, där slingräknaren LC, som är bildad av registret R(3), inställes på noll, såsom realiserat av den på minnesadressen 04 lagrade in- struktionen, såsom visat ovan. Såsom visat i fig 4A inne- fattar kammarstimulering av behovstypen ett okänsligt tillstånd, som svarar mot den okänsliga perioden, under vilken kammarförstärkaren 139 är låst, ett avkännings- periodtillstånd, under vilket kamrarnas elektriska aktivi- tet är åtkomlig och avkännes, samt ett pulsbreddstillstånd, under vilket kammarstimuleringspulsen tillföres patientens kammare 42. Såsom kommer att framgå av en ytterligare beskrivning av stegen eller åtgärderna i programmet fort- sätter programmet på slingsätt genom stegen i fig 5 tre gånger, dvs en gång för vart och ett av de tre nämnda tillstånden, varvid slingräknaren LC minskas vid slut- förandet av varje slinga för indikering av att processen har förflyttat sig till det nästa tillståndet.

Från början är slingräknaren LC inställd på noll i steget 204. Processen förflyttas nu till steget 206, i vilket de ovan definierade pekarna VP, QP, TP och TR initie- ras till sina startpunkter. Såsom definierat ovan är VP exempelvis spänningsövergångstabellpekaren. I steget 206 ínställcs registret R(C) således 3 den första Jokatloncn i övergångspunktstabellen, som anger de spänningar, med .....- ..._ e--v-àm-a-...Q-...í-m-...w- .. ,. . ...- -..mvw- »- 7906205-5 29 vilka utspänningen VS från strömkällan 126 skall jämföras.

Pekaren QP, som pekar på utgångstillståndstabellen, såsom lagrad i registret R(A), pekar på den lokation i utgångs- tillståndstabellen som identifierar vilket av de i fig 4A visade tillstånden som processorn är i, dvs antingen okänslighetsperioden, avkänningsperioden eller pulsnings- eller pulsbreddsperioden. Utgângstillståndstabellen är återgiven nedan på följande sätt: Qll 01 Okänslighetstillstånd Q2l 02 Avkänningstillstånd Q3l 04 Pulsbreddstillstånd Närmast beordrar mikroprocessorn 100 i steget 208 analog- digitalomvandlaren 108 att läsa ut en digital indikering av strömkällans spänning Vs. I steget 210 stegas utgångstill- ståndet QP, såsom lagrat i mikroprocessorns register R(A), upp med ett, dvs för förflyttning av det till det nästa utgångstillståndet. Pâ denna punkt anger således registret R(A) att processen är i sin första okänslighetsperiod.

Därnäst jämföres i steget 212 spänningen vs med övergångs- punktsspänningen (VP), såsom utpekad av spänningsövergângs- punktstabellpekaren VP, såsom lagrad i registret R(C). Om spänningen Vs är större än spänningsövergångspunkten, rör sig processen till steget 216, medan om så ej är fallet processen rör sig till steget 214 i vilket spänningsöver- gångspunktstabellpekaren VP ökas med ett för att peka på den nästa lokationen i tabellen för erhållande av närmast lägre värde på övergângspunktsspänningen, och vidare ökas tidslängdtabellpekaren TP med två för att utmärka de nästa tvâ lokationerna i tidslängdstabellen.

Det nästa värdet på spänningsövergångspunkten erhålles från spänningsövergångspunktstabellen, vilken är återgiven nedan: .7906205-5 30 HEX.

V1 B3 179 = 5,2 V V2 A2 162 = 4,8 V V3 91 145 = 4,4 V V4 80 128 = 4,0 V V5 6E ' 110 = 3,6 V V6 00 = 0,0 V Den nästa uppsättningen värden på avkänningstiden och pflfiæwmemähswtfiflàflmæflmmvflmnä angiven nedan: T2l 475 HIS? vs 2 5,2 .V Tal soo ps_ Tzz 475 msïš Vs z (ha v T32 1000 us.

.T23 475 msš vä 2 4,4 V T33 1250 us, T24 475 ms} Vš 2 4,0 V T34 1550 US.

Tzs eoo ms Vs Z 3,8 V T35 1850 us_ T26 600 mss vs 2 3,6 V T36 2300 us Såsom framgår av varannan lokation lämnas först en längd för avkänningsperioden och sedan pulsbredden för en given spänningsövergângspunkt, dvs ett referensvärde, med vilket spänningen Vš skall jämföras. Såsom kommer att förklaras justerar programmet således kammarstimuleringspulsens puls- bredd för upprätthållande av konstant energi i kammar- stimuleringspulsen liksom för att öka avkänningsperioden plötsligt, då strömkällans 126 spänning Vs dämpas, för åstadkommande av ett stegvis ratsänkningsuppförande vid ' slutet av batteriets livslängd. 10 15 20 25 30 35 7906205-5 31 I steget 214 förflyttas spänningsövergångspunkten från Vl till V2, t ex från 5,2 V till 4,8 V. Värdet på VS jämföres åter med spänningsövergångspunkten (VP) och om det är större (ja) övergår programmet till steget 216, i vilket slingräknarens LC värde inmatas med värdet "tre“, som anger att oscillatorn befinner sig i okänslighets- perioden. Analog~digitalomvandlaren 108 strobas därefter för utläsning av strömkällespänningen Vs. I steget 220 utläses och lagras i tidräknaren TC (registret R(4)).det värde på okänslighetsperioden som är lagrat i lokationen TR.

Därefter fortsätter processen till steget 222, i vilket det i tidräknaren (TC) lagrade värdet minskas med ett och tidstyrningen av en period bringas att börja löpa genom steget 222 till dess att det i tidräknaren (TC) lagrade värdet har räknats ned till noll. Närmast göres i ett steg 224 ett beslut huruvida tidräknarens TC värde är lika med noll, dvs om tidräkningsfunktionen har avslutats, och om så ej är fallet fortsätter förloppet till ett steg 226, där ett beslut göres för fastställande av om slingräknaren LC är lika med två, vilket anger om förloppet är i det avkänningstillstând som motsvarar RV~avkänningsperioden. Om ej, vilket är fallet i före- liggande punkt, går förloppet genom den av stegen 222, 224 och 226 bildade slingan till dess att det första räknetalet (motsvarande okänslighetsperioden), såsom inställt i tidräknaren TC, genom steget 222 har minskats till noll, såsom detekterat av steget 224, varigenom okänslighetsperioden avslutas. I den punkten förflyttar steget 224 förloppet till ett steg 232, där slingräknaren LC minskas med ett för att därmed ange att förloppet är i avkänningstillstândet, dvs LC är lika med tvâ, så att förloppet återgår till steget 204. I denna punkt är sling- räknaren LC ej lika med noll och förloppet förflyttas till steget 234, där utgångstillståndstabellpekaren QP ökas med ett, emedan förloppet vid denna tidpunkt är förflyttat till avkänningstillståndet. Närmast placeras i ett steg 236 det från tidslängdstabellen erhållna värdet i tidräkna- 10 15 20 25 30 ' 35 7906205-5 32 ren TC och tidlängdstabellpekaren (TP) ökas med ett för adressering av den närmast bredare pulsbredden i tidlängs- tabellen. 3 7 Förloppet rör sig sedan via steget 222 för att med ett minska det i tidräknaren TC inmatade räknetalet, och om därefter detta räknetal ej är noll, såsom bestämt genom steget 224, stegar programmet fram till steget 226. Om förloppet, såsom i detta fall, är i avkänningstillståndet, rör det sig till beslutssteget 228 för fastställande av om en R-våg har tillförts multiplexern 106. Om inom tids- perioden för ett enda minskningsräknetal R-vågen ej avkän~ nes, går förloppet tillbaka för en ny cykel, varvid räkne- talet minskas i steget 222 i motsvarighet till avkännings- perioden till dess att räknetalet är lika med noll, såsom detekterat av steget 224. Om en R-våg detekteras av steget 228, fortsätter förloppet till ett steg 230 för kontroll av tungströmställarens 23 tillstånd. Om denna är öppen återställes förloppet, såsom angivet i fig 4A, för åter- föring av förloppet till to, dvs till steget 202, där slingräknaren LC återställes till noll och förloppet eller processen ånyo igângsättes. Tungströmställaren 23 är en magnetiskt påverkbar strömställare inuti stimulatorn 12.

Efter implanteringen kan läkaren påverka tungströmställaren 23 genom att placera ett yttre magnetfält nära den implante- rade stimulatorn 12, varvid tungströmställaren 23 slutes för utlösning av det asynkrona arbetssättet. Om tungström- ställaren 23 är sluten, vilket anger en önskan om arbete på det asynkrona sättet, fortsätter förloppet att röra sig i slinga och återgå till steget 222 för att åter minska tidräknetalet TC, även om en R-våg har detekterats. Pâ detta sätt bortses från detekteringen av en R-våg och stimulatorn 12 fortsätter att stimulera i det asynkrona arbetssättet utan återställning vid detektering av R-vågen.

Efter det att den andra avkänningsporiodon har löpt ut, dvs när det i tidräknaren TC lagrade räknetalet har räknats ned till noll, såsom angivet genom steget 224, överföres förloppet åter till steget 232, där slingräknaren 'LC minskas med ett, varvid det i den räknaren lagrade värdet 10 15 20 25 30 35 7906205-5 33 är lika med ett, vilket anger_att förloppet går in i sin tredje slinga och återvänder till steget 204. Eftersom slingräknaren LC ej är lika med noll, övergår förloppet till steget 234, varigenom utgângstillståndsvärdet QP ökas med ett, vilket anger att förloppet nu är i pulsbredds- tillståndet. Närmast adresseras i steget 236 tidslängds- värdet och åstadkommes åtkomst från tidslängdstabellen samt lagras nämnda värde i tidräknaren TC. Värdet på tid- längdstabellpekaren TP ökas med ett för att peka på den nästa lokationen i tidlängstabellen, såsom angivits ovan.

I denna punkt går förloppet in i en serie cykler, genom vilka räknetalet i tidräknaren TC minskas med ett av ste- get 222, och om räknetalet ej är noll sker övergång till steget 226 och sker,_eftersom det ej är avkänningsperioden, återgångar för förnyad minskning i steget 222. Förloppet upprepas till dess att värdet på räknetalet i tidräknaren TC har minskats till noll, såsom bestämt av steget 224.

Vid denna tidpunkt rör sig förloppet åter till steget 232, där slingräknaren LC åter minskas med ett, varvid värdet nu är noll. Förloppet övergår till steget 204 och börjar om helt på nytt med utlösningen av värdena på VP, QP, TP och TR genom steget 206.

I det ovanstående har det sätt beskrivits, på vilket stimulatorn 12 realiserar programmet för kammarstimulering av behovstypen, såsom lagrad i minnet 102, varvid en för- flyttning först sker till okänslighetsperioden, sedan till avkänningsperioden och slutligen till stimulerings- eller pulsbreddsperioden, innan en ny cykel ånyo påbörjas. Såsom angivits ovan är längden för vardera av den okänsliga perioden och pulsbreddsperioden bestämd av strömkällans 226 spänning Vs, varvid nämnda perioder och särskilt pulsbreddsperioden ökar med minskande spänning Vs för att hålla kammarstimuleringspulsens energiinnehåll i huvudsak konstant.

Såsom förklarats ovan kan minnet 102 programmeras med vilket som helst av ett flertal arbetssätt för stimu- lering av pntiwntens hjärta, vilka nrholssñrr är valbara 1 beroende av patlentens tillstånd, t u m en Lillständs- 10 15 20 25 30 35Ã 7906205-5 34 ändring efter implanteringen av hjärtstimulatorn 12.

Såsom exempelvis visat i fig 4B kan stimulatorn 12 bringas att arbeta på ett sekventiellt taktregleringssätt, varvid stimuleringspulser tillföres till såväl patientens kammare 42 som förmaket 40. Efter motsvarande okänsliga perioder avkännes kammarens aktivitet och återställes stimulatorn, om en kammarsignal ej uppträder efter antingen stimulering- en av kammaren eller förmaket. Den i fig 2 visade stimula- torns utgângs- och ingångsförbindningar är valda på i fig 3B visat sätt. Med avseende på fig 3B och 4B pulsas patien- tens kammare 42 omedelbart före tidpunkten to genom att en stimulanssignal tillföres via ledningen 19. Efter tid- punkten to låses kammaravkänningsförstärkaren 139 genom tillförseln av signalen TCl till väljarströmställaren l30c, varigenom förstärkarens 139 ingång kopplas till jord under 7 en första okänslighetsperiod från to till tl. Under den första okänslighetsperioden laddas kammarutgångskondensa- torn CV om genom att styrsignalen TCV tillföres väljar- strömställaren l30a, varigenom strömkällespänningen Vš påtryckes för laddning av kondensatorn CV. Under perioden tl - t2 tillföres en styr- eller taktregleringssignal Tal, såsom härledd från mikroprocessorn 100, för slutning av strömställaren l06a', varigenom en eventuelt förefintlig kammar-R-våg via kammarförstärkaren 139 och multiplexern 106 tillföres för återställning av mikroprocessorns 100 taktregleringsoperationer.

Om vid tidpunkten tz ingen R-våg från kammaren har avkänts, åstadkommer stimulatorn 12 tillförsel av en stimu- .leringspuls via ledningen 17 till patientens förmak 40.

Närmare bestämt matas en pulsstyrsignal TWA via drivar- förstärkaren l34b och en resistor RA2 till basen av för- maksutgângstransistorn QA, varvid denna transistor QA göres ledande och åstadkommer en urladdning av förmaks- utgångskondensatorn i patientens förmak 40, varigenom detta stimuleras. Med början i tidpunkten t2 matas taktreglerings- styrsignalen till väljarströmställaren l30c, varvid in- gången till kammarförstärkaren l39a låses vid jord, vari- genom varje signal som gensvar på stimuleringen av förmaket 7906205-5 35 förbises. Med början i en tidpunkt t3 laddas förmaks- utgångskondensatorn CA om genom tillförseln av taktregle~ ringsstyrsignalen T för att sluta väljarströmställaren l30b och påtrycka sâíömkällespänningen Vš på kondensatorn CA. Under perioden från t4 till ts avkännes åter kammarens aktivitet och en taktregleringsstyrsignal från mikroproces- sorn 100 tillföres för att sluta strömställaren l06a', vilket tillåter kammar-R-vågen att bli tillförd via den ej låsta kammarförstärkaren 139 och den slutna strömställa- ren l06a' till mikroprocessorn 100. Om R-vågen från kamma- ren avkännes under denna andra avkänningsperiod från t4 till t5, återställes taktregleringsperioden till to.

Om ingen R~våg uppträder under perioden från t4 till ts, matas en taktregleringspuls VWV från mikroprocessorn 100 via kammardrivaren l34a och resistorn RV2 för att göra kammarutgångstransistorn QV ledande, varigenom den laddade kondensatorn CV kopplas till jord, urladdas och via led- ningen 19 tillför en stimuleringspuls till patientens kammare 42. Typiska värden för perioderna TA, som sträcker sig från t0 till t2 och för perioden TV från t0 till t5 är lämnade nedan: TV(ms) TA(ms) zooo 0 1100 iooo vso sso voo aso sso vso soo 750 soo 650 aoo ssø 425 Det i fig 4 visade, sekventiella arbetssättet kan i åskådliggörande syfte programmeras på ett sätt, som är likartat det i fig 5 visade med undantag för att sex ut- gångstillstånd och motsvarande tidsperioder, såsom visade i fig 4B, är inställda genom räknarvärden, såsom framtagna lO' 15 20 25 30 35 -.- _.. 7-... -_.. -- -- .från en motsvarande, i minnet 102 7906205-5 36 lagrad tabell. Från början programmeras således typiska värden på TV och TA för en särskild patient genom upprättande av åtkomst till särskilda lokationer i de motsvarande tabellerna, en för var och en av de sex perioderna. Efter det att räknetal har inmatats i tidräknaren utföres successiva cykler till dess att räknetalet är nedräknat till noll för den perio- dens avslutande.

I fig 4C åskâdliggöres tidsschemat för en förmaks- synkroniserad, kammarinhiberad stimulator (ASVIP), varvid såväl kammarens som förmakets aktivitet i patientens hjärta avkännes för återställning av taktregleringsperioden.

Ett sådant arbetssätt användes typiskt i en yngre patient, vars förmak slår på normalt sätt men vars kammare kan men ej behöver vara felbehäftade. Det är önskvärt att slag- frekvensen för förmaken höjes och att därmed kammaraktivi- teten stimuleras. En avkänd P-våg från förmaket utlöser en taktregleringscykel, men om det förekommer ett fel i ledningen av denna signal till patientens kammare kommer en stimuleringssignal att i vilket som helst fall tillföras patientens kammare 42. Det är önskvärt att de slående för- makens takt utnyttjas för synkronisering av kammarstimule- ringen, vilken kan vara försämrad på grund av en hjärt- muskelinfarkt eller annat fel i hjärtledningssystemet.

Såsom visat i fig 4C börjar cykeln vid tidpunkten to med avkänningen av förmakets P-våg. Såsom visat i fig 4C är en enda cykel eller period uppdelad i sex taktreglerings- _ perioder (och tillstånd)._Under den första taktreglerings- perioden från to till tl (liksom de andra och tredje takt- regleringsperioderna fram till tidpunkten t4) låses för- maksförstärkaren 141 till jord genom att en taktreglerings- signal tillföres för slutning av strömställaren l30d. Under den första perioden matar den ej låsta kammaravkännings- förstärkaren 139 också varje från kammaren 42 tillförd Rrvågsignal Via ledningen 19 till en strömställare l06a', vilken är sluten av en Rv-styrsignal. Om en R-vågsignal avkännes under den första perioden från to till tl, åter- ställes taktregleringssignalen till to. Under den andra 10 15 20 25 30 35 7906205-5 37 perioden eller pulsningsperioden från tl till tz förblir förmaksförstärkaren l4l låst vid jord, eftersom strömställa- ren l30d är sluten, och en taktregleringsstyrpuls TWV till tidigare matas via drivarförstärkaren l34a och resistorn RV2 basen av kammarutgångstransistorn QV, varigenom den tran- 42.

Under den andra perioden (även sträckande sig in i perioder- laddade kammarutgångskondensatorn CV urladdas genom sistorn QV via ledningen l9 till patientens kammare na tre och fyra till tidpunkten t4) låses kammarförstärka- ren 139 också till jord av en strömställare l30c, vilken tillföres en kammarlåsningssignal TCl, varigenom bortses från den hjärtaktivitet som skulle uppträda under perioden efter kammarstimulering. Under de fjärde och femte perioder- na från t3 till t5 är förmaksförstärkaren l4l ej låst, vilket tillåter tillförsel av förmakets P-vâgsignal via en sluten väljarströmställare l06b' för återställning av taktregleringsförloppet till to. Från t3 till ts tillföres en avkänningstaktregleringssignal RA för slutning av ström- ställaren l06b'. Det är vid normal drift avsikten att en P-vågsignal från förmaket kan avkännas under de fjärde och femte taktregleringsperioderna från t3 till ts, vari- genom taktregleringscykeln âterställes till noll. Om emel- lertid ingen P-våg avkännes, så stimuleras kammaren åter genom tillförseln av en styrpuls TWV till basen av kamma- rens utgångstransistor Qv, varigenom en puls matas via ledningen 19 till patientens kammare 42, såsom förklarats ovan.

ASVIP-sättet för stimulering kan för åskådlighets skull programmeras på ett sätt, som är likartat det i fig 5 men med sex perioder eller utgångstillstånd definie- rade på ett likartat sätt och med var och en av de sex taktregleringsperioderna upprättade genom adressering eller upprättande av pekare till motsvarande tabeller, varigenom varierande värden på perioderna sändes till en taktregleringsräknare, vars räknetal skall minskas under det att förloppet utföres genom var och en av sex slingor.

I fig 6, vartill nu hänvisas, visas en alternativ utföringsform av den anpassbara, programmerbara stimulatorn 10 l5 20 -25 30 35 7906205-5 38 enligt föreliggande uppfinning, varvid likartade element och kretsar är identifierade med hänvisningsbeteckningar, som är likartade de i fig 2 med undantag för att hundra- talssiffran 3 har använts. Mikroprocessorn eller central- enheten (CPU) är exempelvis identifierad med hänvisnings- numret 300 samt är kopplad till en multiplexer 306, varvid en vald av insignaler 338a, b, e och f tillföres i form av en flagga via en buss 318 till mikroprocessorn 300. Via _en adressbuss 312 adresserar mikroprocessorn selektivt ett minne 302, som för åskådlighets skull har ett fler- tal sektioner 302-1 - 302-16. Såsom visat i fig 6 kan minnet 302 ha formen av ett flyktigt minne, såsom ett direktaccessminne, eller ett programmerbart läsminne (PROM) eller ett raderbart läsminne (EROM). De adresserade data läses ut från minnet 302 och tillföres en databuss 310, som kopplar samman minnet 302, mikroprocessorn 300, en avkodare 342 samt en analog-digitalomvandlare 308.

.Analog-digitalomvandlaren 308 omvandlar matningsspänning- ens Vs analoga värde till digital form för inmatning till mikroprocessorn 300 via databussen 310. Det är klart att de andra analoga värdena, såsom P- och Rrvågorna, också omvandlas till digital form samt skalas före tillförseln till multiplexern 306. Analog-digitalomvandlaren och skalningskretsen, vilka skulle kopplas till multiplexern 306, är likartade de ovan beskrivna och är ej visade i fig 6. Mikroprocessorn 300 tillför taktregleringssignaler via en Nsbuss 352 för att styra avkodaren att starta av- kodningen av de signaler som uppträder pâ databussen 310.

Avkodaren 342 tolkar utsignalen från mikroprocessorn 300 för val av en av ett flertal strömställare l-l6 inuti blocket 330. I detta avseende har varje sådan strömställare i blocket 330 sin egen låskrets inuti blocket 340, vilken krets inställes av utsignalen från avkodaren 342 och i .sin tur är kopplad till en förstärkare och en utgångsdriv- krets, såsom beskrivna ovan. På detta sätt säkerställas flexibiliteten för âstadkommande av ett flertal utgångs- kretsar, vilka medelst ledningar kan kopplas till olika delar av patientens hjärta, liksom för att säkerställa l0 15 20 25 30 35 7906205-5 39 förmågan till omladdning av utgångsdrivkretsarna och möj- liggöraâtkomst till data i olika punkter antingen på patientens hjärta eller pâ_andra delar av patientens kropp.

Ett fjärrmätningssystem är således inrättat för överföring av data frân eller till den programmerbara stimulatorn, såsom visas i fig 6.

Enligt ett ytterligare särdrag för utföringsformen enligt fig 6 är en oscillerande krets 344 med automatisk återställning inrättad att återställa en adressräknare 307 inuti mikroprocessorn 300. Adressräknaren 307 räknar upp för varje behandlat steg i och för adressering av den nästa ordlokationen i minnet 302. Det har framkommit, att sådana störningar som alstras av en defibrilleringspuls eller annan källa, skulle kunna påverka adressräknaren 307 att adressera ett meningslöst eller felbehäftat läge i minnet 302. Som följd härav skulle processen eller för- loppet bli "upphängt" i en meningslös lokation. Om adres- sen skulle påverkas av störningar eller brus för adresse- ring av en meningslös lokation, återställes oscillator- kretsen 344 på regelbunden bas, exempelvis för var 0,5 s, varvid adressen till en begynnelsestartadress i programmet exekveras. I händelse av att adressräknaren 307 arbetar normalt framtages en utsignal från databussen 310 och matas via ledningen 346 för återställning av kretsen 344, varigenom dess regelbundna återställningsutsignal för- hindras.

Enligt ett ytterligare särdrag för föreliggande uppfinning innefattar multiplexern 306 en ytterligare grupp ingångar 339a-339d för mottagning av en binär start- adress, som skall placeras i adressräknaren 307, varigenom vart och ett av nämnda flertal block 302-l - 302-16 kan väljas och utföras. Avsikten är således att ett flertal hjärtstimuleringssätt skall kunna vara lagrade i minnet 302, varvid varje i ett separat block lagrat stimulerings- sätt och tillhörande startpunkt skulle kunna adresseras genom inmatning av ett binärt tal via ingångarna 339a-339d och en yttre länk 341, som har formen av en radiofrekvent (eller akustisk) länk, såsom beskrivet ovan. 10 15 20 25 30 35 7906205-5 40 Dessutom kan självkontrollrutiner eller datainsamlings- rutiner vara lagrade i angivna block bland blocken i minnet 302. I fig 3A ges en indikering av sättet, på vilket en exemplifierande självkontrollrutin skulle kunna utföras för provning av den fortsatta funktionsdugligheten hos kammaravkänningsförstärkaren 139. En ytterligare väljar- strömställare l30g kan slutas som gensvar på en provsignal Tt, vilken alstras av en sådan självkontrollrutin eller ett sådant program som är lagrat i minnet 102, för matning av en referensspänning Vref av storleksordningen l mV till kammaravkänningsförstärkarens 139 ingång. Den förstärkta utsignalen matas i sin tur av multiplexern 106 till mikro- processorn 300, varigenom den förstärkta spänningen jäm- föres med ett referensvärde för fastställande av om för- stärkaren 139 är funktionsduglig. Om så ej är fallet skulle en annan utgångskrets och avkänningsförstärkare kunna kopplas in för att ersätta den felbehäftade avkän- ningsförstärkaren. ' I ett ytterligare annat arbetssätt skulle ett program vara lagrat i ett av blocken i minnet 302 för åstadkommande av avkänning och överföring av data, såsom kopplade medelst ledningar till den implanterade stimulatorn. Ledningarna kunde exempelvis vara kopplade till hjärtvävnad, annan vävnad eller givare för avkänning av patientens EKG, puls- frekvens, pulsbredd, depolariseringstiden mellan förmak och kammare, etc. Depolariseringssignalens överföringstid anses utmärka hjärtats tillstånd och en lucka upprättas av ett avkänningsprogram i överensstämmelse med en normal överföringstid. Om den mottagna signalen ligger utanför en sådan luckas gränser, överföres en indikering därom ut utanför stimulatorn. Vid ett arbetssätt för datainsam- ling är tanken att låskretsarna, som sammanhör med led-_ ningarna till platser_pâ hjärtat, vävnadsplatser eller givare, kopplas in en i sänder genom selektiv slutning av den motsvarande väljarströmställaren 330, varigenom de data sändes av den externa länken 341 till en yttre övervakningsanordning.

Dessutom ingår en ingång 338f, vilken är kopplad till l0 15 20 25 30 35 790-6205-5 41 tungströmställaren 23 av den typ som slutes medelst en yttre magnet, för ändring av arbetssättet för den i fig 7 visade stimulatorn. Avsikten är att en följd av signaler skall kunna alstras genom öppning och slutning av ström- ställaren 23, varvid det blir möjligt för den externa länken 341 att mottaga eller sända data från respektive till stimulatorn l2'. Som exempel matas en ny adress in i adressräknaren 307 för adressering av startlokationen för det nästa blocket i minnet 302, varigenom ett nytt arbetssätt exekveras.

I fig 7A, vartill nu hänvisas, visas ett mer detalje- rat kretsschema över blocken i en första särskild utförings- form av den i fig 6 allmänt visade apparaten. Mikroproces- sorn 300 är i åskådliggörande syfte särskilt identifierad som den av Radio Corporation of America tillverkande mikroprocessorn COSMAC, vilken finns beskriven i publika- tionen "USER MANUAL FOR THE CDP 1802 COSMAC MICROPROCESSOR (l976)". Multiplexern 306 har en serie på sexton ingångar 0 - 15 och kan ha formen av den av RCA tillverkande CD0067 för âstadkommande av en utgång till analog-digitalomvand- laren 308, av vilken en åskådliggörande utföringsform skall beskrivas längre fram i samband med fig 8, 9 och 10.

Analog-digitalomvandlaren 308 är i sin tur medelst data- bussen 310 kopplad till mikroprocessorn 300 samt är även kopplad till en låskrets 309, så att en av de sexton ingångarna till multiplexern 306 väljes för tillförsel av analoga data till analog-digitalomvandlaren 308.

N-taktregleringsbussen 352 är visad som ett knippe ledare 352a-d och är kopplad till avkodaren 342, vilken består av ett flertal av RCA under beteckningen CD40l2 tillverkade grindar. Utgångarna från två av grindarna är via ledningar 356 kopplade till en omvandlingsinstruktionsingâng, så att analog-digitalomvandlaren 308 mottager data från multiplexern 306, och till en tretillstândsutgång, så att analog-digitalomvandlaren 308 instrueras att mata de till digital form omvandlade data till databussen 310. Strob- utsignaler l och 2 framtages vidare från ledningar 354a och b samt tillföres låskretsar 342a respektive 342b, .. __,. ...u-am-..-l- 10 l5 20 25 30 35 7906205-5 42 varigenom dataledningen 3l0 tillförda data selektivt kan matas till en av ett flertal strömställare, som är inrymda i blocken 330a respektive 330b. Blocken 330a och 330b innefattar vartdera fyra väljarströmställare i fastämnes- utförande för âstadkommande av utsignaler till valda utgångsdrivkretsar. I den särskilda i fig 7A visade utföringsformen matas vidare den detekterade Rrvågsignalen till Éïï-ingången till mikroprocessorn 300 och tungström- ställarinsignalen tillföres Éï2¥ingången till mikroproces- sorn 300. I denna utföringsform verkar mikroprocessorn 300' som sin egen multiplexer för selektiv åtkomst till och påverkan av signaler, som tillföres dessa ingångar, i den önskade följden. Mikroprocessorn 300 lämnar adresser via adressbussen 312 till minnet 302, så att data kan läsas ut och tillföras databussen 310.

I fig 7B visas ett detaljerat kretsschema över en andra utföringsform av stimulatoranordningen, vilken är allmänt visad i fig 6. Elementen i fig 7B har samma hän- visningsnummer som elementen i fig 6 med undantag för att hundratalssíffran är 5. Insignalerna, som motsvarar R-vågen, P-vågen och tungströmställarutsignalen, matas till ingångarna Éïï, ÉFÜ och Éïï till mikroprocessorn 500, vilken i åskådliggörande syfte också kan ha formen av den av RCA tillverkade mikroprocessorn CDP 1802. I denna utföringsform utför mikroprocessorn 500 multiplexerings- funktioner, varigenom ett av dessa värden behandlas i sänder. Typiskt har dessa insignaler analog form och kräver omvandling till digital form av kretsarna, som är visade inom de streckade linjerna och allmänt är markerade med hänvisningsnumret 508. Analog-digitalomvandlaren innefattar en av RCA under beteckningen CD4508 tillverkad krets och ~mottager insignaler från operationsförstärkare 511, vilka tillföres en medelst zenerdioder 513 upprättad referens- signal. En klocksignal tillföres via en vippa 509 och en fälteffekttransistorn 517 till en ingång till omvandlaren 515. Systemets minne 502 är kopplat till mikroprocessorns 500 utgångar och innefattar två av RCA under beteckningen.

CDP 18225 tillverkade block. Mikroprocessorn 500 avger 10 15 20 25 30 35 7906205-s 43 instruktionssignaler via N-bussen 552 till en avkodare 542, som har formen av en av RCA under beteckningen CD 45l4B tillverkad bricka. Avkodaren 542 utför avkodnings- funktioner på minnets 502 utsignal under styrning av _ taktsignaler, som tillföres via N-bussen 552. Avkodarens 542 utsignalern matas till ett par låskretsar 540a och 540b, vilka vardera utgöres av den av RCA under beteck- ningen CD 4508 tillverkade lâskretsen. Avkodaren 542 väljer en låskrets, varvid en motsvarande väljarström- ställare i uppsättningarna 530a och 530b slutes. Uppsätt- ningarna av väljarströmställare kan sammansättas av sådana integrerade kretsar som tillverkas av RCA under beteckningen 4066AE.

I fig 8, vartill nu hänvisas, visas en åskådliggörande utföringsform av en analog-digitalomvandlare 308 i låg- effektutförande, såsom inbegripen i den i fig 7 visade stimulatorn. Såsom visat i fig 8 matas en analog spänning V(x), som skall omvandlas till digital form, av en ingångs- ledning 404 till en strömställare (S1) 407, vilken är kopplad i ett uppläge_eller första läge för matning av den analoga spänningen V(x) till ingången (VIN) till en spänningsstyrd oscillator (VCO) 402, vars utsignal till- föres ingången till en ackumulatorräknare 400. Såsom angivet genom räknarens 400 ingångar kan ackumulatorräkna- ren 400 räkna antingen "upp" eller "ned" för att via en grind 414 åstadkomma en utsignal till en ingång till en "N"*utgångsräknare 412. En klocksignal tillföres via en ingångsledning 418 till en styrlogik 408 och särskilt till en med H dividerande krets 410, vars utgång är kopplad att kasta om strömställaren 407 till ett andra läge eller nedläge, varvid en refcrensspänning matas via en ledare 406 till den spänningsstyrda oscillatorns 402 ingång samtidigt som en nedinstruktionssignal via en grind 418 tillföres nedingângen till ackumulatorräknaren 400, som då utlöser en nedräkning. Samtidigt lämnas från styrlogiken 408 en utsignal till räknarens 412 återställ- ningsingång.

Analog-digitalomvandlaren 308 i fig 8 arbetar på 790-6205-5 44 följande sätt. En okänd spänning VX pâtryckes den spän- ningsstyrda oscillatorn 402 via strömställaren 407 under, en fast tidsperiod Tup. Under denna tidsperiod räknar acku- mulatorräknaren 400 uppåt på grundval av utsignalen från oscillatorn 402. Ackumulatorräknaren 412 verkar i mycket likt en analog integrator genom att räknetalet i ackumula- torräknarcn 400 bygges upp igen linjär takt för en given spänningsnivå på VX.

Tiden Tup är beroende av den klockfrekvens som på- lägges ledningen 418 via styrlogiken 408 samt n-räknaren 410. Vid slutet av tiden Tu ställes strömställaren Sl om till sitt andra läge för att koppla oscilattorns 402 ingång till referensspänningen Eref. Koincident med denna omkoppling till referensspänningen ställes "A"-ackumulator- räknaren 400 i arbetssättet för räkning nedåt. Under denna nedräkning utnyttjas kretsar, vilka granskar när ackumula- torräknaren 400 har räknat tillbaka till ett förutbestämt räknetal, t ex noll. Den tid som erfordras för räkning av referensspänningen tillbaka till noll är proportionell mot medelvärdet av inspänningen V _ Under det att ackumula- torräknaren 400 bringas att räkna tillbaka till noll räknas klockfrekvensen FCLK av "N"-utgångsräknaren 412. I "N"- räknaren 412 ackumulerade räknetal har digital form och är direkt proportionella mot den ursprungliga, okända spänningen VX. Detta resulterar i en spänning-frekvens- omvandling.

De grundläggande ekvationerna för analog-digital- omvandlarens 308 arbetssätt är: A = K upp VCO up A (2) ned = KVCO.Eref TX Ekvationerna 1 och 2 ger räknetalen vid räkning upp och ned i ackumulatorräknaren 400 som funktion av den okända spän- ningen respektive.referensspänningen samt den tidslängd som denna spänning påtryckes oscillatorn 402. Räknarens 400 räknetal för räkning upp och räkning ned är lika, 7906205-5 45 eftersom räknaren 400 startar från noll och återvänder tillbaka till noll vid cykelns slut. Genom att sätta dessa ekvationer lika kan den spänningsstyrda oscillatorns skal~ ningsfaktor KVC0 elimineras från inverkan på resultatet av analog-digitalomvandlingen. Ekvation 3 nedan, som ger utgângsräknarens ackumulerade räknetal N(X) som funktion av klockfrekvensen FCLK och den erforderliga tidslängden för att tvinga ackumulatorräknaren tillbaka till noll, dvs TX, återges på följande sätt: N(x) = TX FCLK <3) Ekvation 4 nedan, som ger tiden Tup för räkning upp som funktion av "n"-räknaren och klockfrekvensen, är följande: T = n/F up CLK (4) Ekvation 5, som visar att utgångsräknarens räknetal N är proportionellt mot n och den okända spänningen divi- derad med referensspänningen, har följande utseende: N(x) = n V(x) A (5) ' Ekvation 5 visar att det digitala utgângsräknetalet N(x)' är oberoende av klockfrekvensen FCLK, strobfrekvensen och, vilket är av särskilt intresse, den spänningsstyrda oscilla- torns skalningsfaktor. Om exempelvis den okända spänningen VX var 2 V, referensspänningen var 2 V och N-räknaren räknade till 64, skulle vid slutet av varje omvandling utgångsräknaren N ha ett räknetal 64. Denna särskilda egenskap hos analog-digitalomvandlaren medger införandet av en förstärkning i serie med strömställaren S1 och oscillatorn 402 utan någon väsentlig påverkan av utgångs- räknetalet, även om denna förstärkning skulle ändra sig eller variera från enhet till enhet, förutsatt att för~ stärkningen var konstant över en omvandlingscykel. Efter- som, såsom visat i fig 8, en enda spänningsstyrd oscillator 10 15 20 25 30 35 7806205-5 46 402 användes för tillförsel av både den analoga inspän- ningen V(x) och referensspänningen EREF, påverkar med andra ord den spänningsstyrda oscillatorns 407 skalnings- faktor ej den digitala utsignalen från räknaren 412.

Eftersom vidare samma klocksignal fCLK användes för att klockstyra den första räknaren eller ackumulatorräknaren 400 under nedräkneperioden TX liksom för att klockstyra "N"-utgångsräknaren 412 under samma period, påverkar klocksignalens fCLK frekvens ej den digitala utsignalen från räknaren 412, vilken utsignal anger amplituden hos den analoga insignalen V(x). Den för tillförsel av klock- signalen fCLK använda klockan behöver således ej vara av slaget med hög precision och relativt hög strömför- brukning utan kan utformas att pålägga ett minimalt strömuttag på strömkällan, dvs stimulatorns batteri.

I fig 10 visas en detaljerad kretsrealisering av den i fig 8 allmänt visade analog-digitalomvandlaren 308.

Insignalen tillföres en bilateral strömställare, som har formen av en strömställare 407, vars utsignal i sin tur tillföras den spänningsstyrda oscillatorn 402, som ingår i en krets med faslåst slinga. Den spänningsstyrda oscilla- torns utsignal tillföres i sin tur ackumulatorräknaren 400, vilken består av fyra reversibla räknare CD4029A. Klock- frekvensen FCLK tillföres tillsammans med strobpulsen via ledare_4l8 och 420 för att tidsstyra utsignalen från ackumulatorn 400 till "N"-utgångsräknaren 412. En nyckel- del i den åskådliggjorda realiseringen av analog-digital- omvandlaren 308 är att styrkretsen 408, såsom visat i fig 8, är konstruerad att innefatta en räknare 409 i form av en ringräknare om fyra bitar. Denna räknare 409 tvingar analog-digitalomvandlaren 308 till ett och endast ett av fyra möjliga tillstånd, motsvarande dess fyra utgångs- tillstånd 0, l, 2 och 3. Dessa fyra arbetstillstånd för analog-digitalomvandlaren 308 är, såsom visat i fig l0, (l) vänta, (2) förinställ, (3) räkna upp och (4) räkna ned.

Väntetillståndet är ett vilotillstånd för analog-digi- talomvandlaren 308, i vilket den spänningsstyrda oscillatorn 402 är frånslagen, den okända spänningen och referensspän- , _._._...-__.__._...__..,_. 10 l5 20 30 35 79n62os-5 47 ningen är frånkopplade via strömställaren Sl från oscilla- torn 402 samt det senast omvandlade, digitala ordet kvar- står i räknaren 412 som ett digitalt ord om åtta parallella bitar. Omvandlaren 308 vilar i detta väntetillstånd tills den mottager en strobpuls, som driver den till förinställ- ningstillståndet. Mycket liten effekt drages av analog- digitalomvandlaren 308 under det att den befinner sig i väntetillstândet.

Förinställningstillståndet följer på väntetillståndet och användes för förinställning av ackumulatorn, som består av räknare 400a, 400b och 400c, på ett binärt ord ett via en "jam"-ingång. Räknaren 4l2 återställes nnder förinställ- ningstillståndet. Den maximala tid som förinställnings- tillståndet råder är halva klockperioden. Z Under uppräknetillståndet inställes delarens 409 utgång på logisk l, vilket tvingar ackumulatorräknarna 400a, 400b och 400c att räkna upp i detta tillstånd{ Under detta tillstånd leder strömställarenSl den analoga insignalen till den spänningsstyrda oscillatorns 402 ingång.

Vidare börjar "n"- räknaren 410 att tidsstyra den tidslängd som den okända spänningen tillföres genom räkning av refe- rensklockfrekvensen till det förprogrammerade räknetalet, vilket kommer att överföra en utgång 9 från en OCH-grind '425 till en logisk l. Under detta tillstånd ackumuleras räknepulser i räknarna 400a, 400b och 4000. När OCH-grindens 425 utgång 9 får nivån logisk l, vilket anger att tids- perioden för räkning uppåt har uppnåtts, är båda dess ut- gångar 8 och 9 på nivån logisk l och en instruktion för framstegning av ringräknaren 404 tillföres pulsförlängar- Då nästa klockpuls når logisk l drives ring- till det nästa tillståndet, vilket är nedräk- grinden 427. räknaren 407 ningen.

Ett nedräkningstillstând upprättas genom att utgången 7 från ringräknaren 409 överföres till logisk l. Detta tillstånd tvingar ackumulatorräknaren 400 att räkna nedåt.

Referensspänningen tillföres också den spänningsstyrda oscillatorn 402. Likaledes ledes klockfrekvensen till ingången till N-räknaren 4l2. Allteftersom räknetalen 10 15 20 25 30 35 7906205-5 48 drives ur ackumulatorräknarna 400a, 400b och 4000 ackumule- ras således klockpulser i N-räknaren 412. När ackumulator- räknarkedjan har drivits till logisk 0 i alla tillstånden,_ övergår OCH-grindens 429 utgång till logisk 1 och tvingar ringräknaren 409 till dennas väntetillstånd via det tidi- gare beskrivna pulsuppfångningsnätet. Slutförandet av denna cykel resulterar i att den okända inspänningen V(x) är digitaliserad och lagrad i utgångsräknaren 412 med skal- ningsfaktorn, såsom beskrivits ovan.

Såsom visad i fig 8 och 10 är analog-digitalomvandla4 ren 308 särskilt konstruerad att inbegripas i den i fig 1 visade stimulatorn 12. Såsom antytts ovan är det betydelse- fullt att i stimulatorn inbegripes kretsar, vilka kräver ett minimalt strömuttag från stimulatorns strömkälla, t ex dess batteri. För detta ändamål kan sådana kretsar som de i fig 10 för âskâdlighets skull visade realiseras genom CMOS-teknik. För det andra verksamgöres, såsom be- skrivits ovan, oscillatorn 402 enbart för att ge en ut- signal under de tider då en analog insignal V(x) skall digitaliseras, medan oscillatorn 402 vid alla andra tider är overksam. Verksamgöringen av oscillatorn 402 sker under styrning av styrkretsen 408 och särskilt av ringräknaren 409. Analog-digitalomvandlaren 308 kan för det tredje justeras att innefatta olika värden på "n" i räknaren 410, varigenom analog-digitalomvandlaren 308 är anpassad att känna inspänningar av varierande amplituder. I de olika utföringsformerna av stimulatorn enligt föreliggande uppfinning, såsom beskrivna ovan, är det tänkt att det vore önskvärt att omvandla den relativt stora spänningen Vš hos batteriet liksom de relativt små spänningssignalerna, vilka härledes ur patientens kammare och förmak. Såsom visat i fig 10 är den förvalda uppräkningstidsperioden Tup bestämd av värdet "n" såsom inställt i räknaren 410.

Värdet på "n" kan i en åskâdliggörando utföríngsform av uppfinningen instäl1as_genom inkoppling av en av utgångarna Q4, Q5, Q6 och Q7 från "n"-räknaren 410, Det är möjligt att :inbegripa en ej visad strömställarkrets mellan en av räkna- rens 410 utgångar och OCH-grinden A9, varigenom värdet på 10 15 7906205-5 49 "n" skulle kunna sättas under styrning av mikroprocessorn 300, såsom visad i fig 7A. Dessutom skulle en programmer- bar räknare, såsom välkänd inom tekniken kunna insättas i stället för den aktuella räknaren 410, varigenom ett lämpligt binärt ord skulle kunna lagras i räknaren för att varieras under styrning av mikroprocessorn. Värdet på "n" skulle således kunna varieras i beroende av vilken analog insignal som skall omvandlas till digital form.

Värdet "n" varieras i beroende av amplituden hos den tilltänkta inspänningen V(x), varvid större värden på "n" väljes för mindre amplituder. I praktiken är det önskvärt att i utgångsräknaren 412 ett räknetal uppnås, vilket ligger nära räknarens kända kapacitet, varigenom den maximala upplösningen för en insignal av given ampli- tud säkerställes. En enda analog-digitalomvandlare 308 kan således användas för olika insignaler av varierande amplitud under säkerställande av noggrannheten i den binära utsignalen genom variation av värdet på "n".

Claims (9)

10 (15 20 25 30 7906205-5 50 PATENTKRAV

1. Implanterbar hjärtstimulator, vilken är inrättad att via ett ledningssystem åstadkomma en terapeutisk stimulering av kammaren hos en patients hjärta och vilken innefattar en förmaksanslutning (17) för förbindelse med ledningssystemet och en kammaranslutning (19) för förbindelse med ledningssystemet, k ä n n e t e c k - n a d av en till förmaksanslutningen (17) kopplad för- maksavkänningsförstärkare (39), vilken är inrättad att som gensvar på en detekterad depolarisering hos för- maksvävnaden alstra en förmaksavkänningssignal, en till kammaranslutningen (19) kopplad kammaravkänningsför- stärkare (139), vilken är inrättad att som gensvar på detektering av en depolarisering hos kammarvävnaden alstra en kammaravkänningssignal, ett till kammaran- slutningen (19) kopplat kammarstimuleringsorgan (l34a, 130a), vilket är inrättat att som gensvar på en kammar- triggsignal avge en stimuleringspuls, ett mikroprocessor- system (100), vilket är förbundet med ett multiplexerorgan (106) och kopplat till kammarstimuleringsorganet, varvid kammaravkänningsförstärkaren och förmaksavkänningsför- stärkaren alstrar en första uppsättning styrsignaler under en första PR-fördröjningsperiod, en andra upp- sättning styrsignaler under en andra förmaksokänslig- hetsperiod samt en tredje uppsättning styrsignaler under en förmaksavkänningsperiod, och återstartar den första PR-fördröjningsperioden, om det uppstår en förmaksav~ känningssignal under förmaksavkänningsperioden, samt alstrar en kammartriggsignal efter PR-fördröjningsperio- dens slut, med mindre det uppstår en kammaravkännings- signal under nämnda PR-fördröjningsperiod.

2. Stimulator enligt patentkravet 1, t e c k n a d av minnesorgan (102), som innefattar åtminstone första och andra lagringspartier (l02a, 102b), vilka vartdera lagrar en särskild process för stimulering k ä n n e - 10 15 20 30 35 7906205-5 51 av patientens hjärta, varvid mikroprocessorsystemet (100) selektivt utför ett av de i minnesorganen lagrade programmen och innefattar adressorgan (107) för adres- sering av det program som är lagrat i ett valt lagrings- parti i minnesorganen.

3. Stimulator enligt patentkravet 2, t e c k n a d av återställningsorgan (344), som är kopplade till mikroprocessorn (300) för att periodiskt alstra en återställningssignal för återställning av adressorganen (307) till en förutbestämd returadress, varigenom, om adressorganen oavsiktligt adresserar en k ä n n e - meningslös lokation i minnesorganen (302), mikropro- cessorns utförande av ett valt program i minnet kommer att fortsättas genom adressering av den förutbestämda returadressen i det valda programmet.

4. Stimulator enligt patentkravet 3, t e c k n a d därav, att mikroprocessorn (300) inne- fattar till àterställningsorganen (344) kopplade organ för periodisk alstring och tillförsel av en upphävnings- instruktionssignal till återställningsorganen för upp- hävande av återställningsorganens arbete, om adress- k ä n n e - organen (307) arbetar korrekt.

5. Stimulator enligt patentkravet 4, t e c k n a d därav, att åtminstone några av insigna- lerna till multiplexerorganen (106) är av analogt slag samt att analog-digitalomvandlingsorgan (108) är inbe- k ä n n e - gripna och kopplade till en utgång från multiplexerorganen för mottagning och omvandling av de valda analoga in- signalerna till en motsvarande digital signal för till- försel till mikroprocessorsystemet (100).

6. Stimulator enligt patentkravet 5, t e c k n a d av skalningsorgan (108) för selektiv variering av den förstärkning som pålägges den valda insignalen, så att de mikroprocessorsystemet (100) till- k ä n n e - förda signalerna har i huvudsak samma amplitud.

7. Stimulator enligt patentkravet 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att organ är anordnade för selektiv 10 15 20 25 30 35 7906205-5 52 ändring av adressorganens adress, så att adressorganen adresserar en startlokation i ett annat av de första och andra lagringspartierna, varigenom ett annat sätt att stimulera patientens hjärta utföres.

8. Stimulator enligt patentkravet 2, av organ (104) för omprogrammering av k ä n n e - t e c k n a d det program som.är lagrat i ettdera (l02b) av de första och andra lagringspartierna (102a, l02b), så att sättet för stimulering av patientens vävnad ändras.

9. Implanterbar stimulator, vilken är inrättad att via ett ledningssystem åstadkomma en terapeutisk stimulering av en patients hjärta och vilken innefattar förmaks- och kammaranslutningsorgan (17, 19) för för- bindelse med ledningssystemet, k ä n n e t e c k n a d av till anslutningsorganen (17, 19) kopplade förmaks- respektive kammaravkänningsförstärkare (139), vilka är inrättade att avge förmaksavkänningssignaler och kammaravkänningssignaler och vilka har överföringsorgan (l30c), som är inrättade att göra avkänningsförstärkaren (139) okänslig för elektriska signaler på anslutnings- organen (17, 19), ett kammarstimuleringsorgan (l30a, l34a), vilket är kopplat till kammaranslutningsorganet (19) för att som gensvar på kammartriggsignaler alstra en stimuleringspuls, och ett mikroprocessorsystem (100), vilket är förbundet med ett multiplexerorgan (106) och vilket kan avge en serie instruktioner, som definierar ett kammarundsättningsintervall (escape interval), och alstra en kammartriggsignal vid undsättningsintervallets slut vid frånvaro av förmaks- och kammaravkânningssigna- ler, vilket system dessutom innefattar låsorgan, som är förbundna med överföringsorganen och inrättade att lagra en uppsättning styrsignaler, vilka kan göra för- maks- och kammaravkänningsförstärkarna okänsliga för elektrisk aktivitet på anslutningarna under kammartrigg- signalen.