DE1916088C3 - Herzschrittmacher - Google Patents
HerzschrittmacherInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Herzschrittmacher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Herzschrittmacher ist aus der FR-PS 09 350 bekannt.
Dieser Herzschrittmacher liefert Impulse in einem festen, von der natürlichen Herztätigkeit des Patienten
unabhängigen Rhythmus. Solange das Herz allein richtig arbeitet, wird die Abgabe der Impulse an das
Herz unterdrückt. Zur Vermeidung von Fehlern, die von äußeren Störsignalen herrühren können und die eine
richtige Funktion des Herzens vortäuschen würden, ist eine Einrichtung vorgesehen, die diese Signale feststellt
und eliminiert. Die falschen Signale gehören zwei Hauptkategorien an. Erstens enthält das zellulare
Elektrokardiogramm die P- und 7-Wellen des Elektrokardiogramms
(oder die nicht stufenförmigen Funktionen), die nicht eindeutig einen natürlichen Herzschlag
anzeigen und nicht für das Unterdrücken des Arbeitern des Herzschrittmachers verwendet werden sollten.
Zweitens können Störsignale vorliegen, und zwar insbesondere Signale mit 60 Hz. Die überwiegenden
Frequenzen im zellularen Elektrokardiogramm und insbesondere diejenigen, die der Stufenfunktion ange-
hören, liegen in dem 20—30 Hz-Bereich, Wenn auch ein Filter vorgesehen werden kann, um Signale in diesem
Bereich auszusieben, ist es außerordentlich schwierig, ein Filter zum Aussieben der 60 Hz-Signale zu finden.
Es gibt noch eine andere Art unerwünschter Signale, und zwar HF-Impulse. HF-Impulse (Sinuswellen), die,
wenn sie dem Herzschrittmacher zugeführt werden, den Kondensator im geladenen Zustand halten, wie dies
auch der Fall bei Störsigr.alen mit 60 Hz ist. Je höher die
Frequenz oar Störsignale ist, um so größer ist die
Folgefrequenz der an. den Kondensator abgegebenen Impulse. Es liegt somit noch weniger Zeit für den
Kondensator zum Entladen zwischen Impulsen vor und der Herzschrittmacher arbeitet kontinuierlich. Es gibt
jedoch viele Fälle, bei denen ein einzelner HF-Impuls erzeugt wird, z. B. bei dem Anschalten der Zündung
eines Kraftfahrzeuges. Ein Impuls dieser Art tritt oft als solcher auf und reicht somit aus, um den Kondensator
aufzuladen, der hierauf wieder entladen würde, wodurch das Erzeugen der erforderlichen Impulse unterdrückt
wird.
Der Einfluß von Störsignalen ist nicht nur beim Herzschrittmacher gemäß der FR-PS ;5 09 350 von
Bedeutung, sondern auch bei dem Schrittmacher wie er aus der US-PS 33 45 990 bekannt ist. Dieser Herzschrittmacher
führt dem Herzen des Patienten elektrische, die Herztätigkeit anregende Impulse nur dann zu, wenn
natürliche Herzschläge nicht vorliegen. Wenn nur ein einziger natürlicher Herzschlag fehlt, wird nur ein
einziger elektrischer Impuls zugeführt. Wenn mehr als ein natürlicher Herzschlag fehlt, wird eine gleiche
Anzahl an elektrischen Impulsen zugeführt. Unabhängig von ihrer Anzahl treten die Impulse in praktisch
gleichen zeitlichen Abständen voneinander und von dem letzten natürlichen Herzschlag auf, wie es auch der
Fall sein würde, wenn alle Impulse natürliche Herzschläge
wären. Bei der Vorrichtung werden elektrische Impulse mit zeitlichen Abständen gegeben, etwa wie bei
natürlichen Herzschlägen. Beim Feststellen eines natürlichen Herzschlages wird der nächste elektrische
Impuls unterdrückt, der sonst erzeugt würde. Gleichzeitig beginnt die Vorrichtung erneut ihren Zeitgeberzyklus,
so daß der nächste elektrische Impuls (falls erforderlich) nach Ablauf des gegebenen zeitlichen
Ablaufs, und zwar beginnend mit dem gerade festgestellten Herzschlag, erzeugt wird. Es ergibt sich somit
ein integrierter Vorgang, d. h. ein gemeinsames Zusammenwirken der natürlichen Herzschläge und der
anregenden Impulse.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, bei einem Herzschrittmacher der
eingangs genannten Art ein Ansprechen der Sperrvorrichtung auf Störsignale insbesondere im Bereich von
50—60 Hertz vollständig zu verhindern.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale. Spezielle Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Zweckmäßig besitzt der Frequenzdiskriminator zwei Transistoren, die durch eine eine gegebene Spannung
überschreitende Spannung und eine eine Grenzfrequenz überschreitende Frequenz aufweisende Signale
leitend gemacht werden und bei Übergang in den leitenden Zustand einen Kondensator durch unipolare
Stromimpulse einer gegebenen Größe laden. Diese Signale sind äußere Signale. Die Grenzfrequenz, die
unter 60 Hz, aber über der natürlichen Herzschlagfiequenz
liegt, liegt uoer dem Frequenzspektrum des QRS-Komplexes.
Die Emitter-Kollektorstrecken der zwei Transistoren sind in Serie gegeneinander geschaltet und der F-mitter
des einen sowie der Kollektor des anderen Transistors liegen über Widerstände am jeweils anderen Anschluß
einer Spannungsquelle. Die Basen der zwei Transistoren sind miteinander und über einen Kondensator gemeinsam
mit dem Ausgang des Filters verbunden. Der auf schwankendem Potential liegende Anschluß des von
ίο einem Widerstand überbrückten Kondensators liegt am
Eingang der Spervorrichtung.
Ein dritter Transistor, dessen Emitter-Kollektorstrekke
einem der zwei Transistoren parallel geschaltet ist und dessen Basis über einen Spannungsteiler auf festem
Potential liegt, dient als Phasenumkehrstufe. Die Emitter der drei Transistoren liegen über einen'
Widerstand am Ausgang des Reizstromimpulsgenerators. Zwischen dem Eingang der Sperrvorrichtung und
einem der Anschlüsse der Spannungsquelle ist ein Schalter vorgesehen, der im geschlossenen Zustand die
Steuerung der Sperrvorrichtung 'awirksam macht
Die Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnungzeigt
F i g. 1 das Schaltbild eines Herzschrittmachers und
F i g. 2 einen Ausschnitt aus einem Kardiogramm.
Der Reizstromimpulsgenerator besteht aus dem Transistor Γ9, dem Kondensator 65, der über den Widerstand 59 durch den Strom der Batterien 3,5 und 7 aufgeladen wird, und aus den Elektroden E1 und E2, die an das Herz des Patienten angeschlossen sind. Der Widerstand 59 besitzt einen niedrigen Wert, damit der Kondensator 65 schnell aufgeladen wird, er ist aber groß genug, um die Signale an den Elektroden E\ und El nicht wesentlich zu schwächen. Sobald der Transistor T9 leitfähig wird, entlädt er den Kondensator 65 über seine Kollektor-Emitterstrecke, die Elektrode E 2, das Herz des Patienten und die Elektrode E1.
F i g. 2 einen Ausschnitt aus einem Kardiogramm.
Der Reizstromimpulsgenerator besteht aus dem Transistor Γ9, dem Kondensator 65, der über den Widerstand 59 durch den Strom der Batterien 3,5 und 7 aufgeladen wird, und aus den Elektroden E1 und E2, die an das Herz des Patienten angeschlossen sind. Der Widerstand 59 besitzt einen niedrigen Wert, damit der Kondensator 65 schnell aufgeladen wird, er ist aber groß genug, um die Signale an den Elektroden E\ und El nicht wesentlich zu schwächen. Sobald der Transistor T9 leitfähig wird, entlädt er den Kondensator 65 über seine Kollektor-Emitterstrecke, die Elektrode E 2, das Herz des Patienten und die Elektrode E1.
Beim Entladen des Kondensators 65 wird ein Impuls erzeugt, der, falls erforderlich, den Herzschlag auslöst.
Sobald der Transistor 7~9 abgeschaltet ist, wird der
Kondensator 65 erneut aufgeladen und so der nächste Impuls vorbereitet.
Der Kondensator 65 wird stets auf den Wert der Batteriespannung aufgeladen und. über die praktisch
kurzgeschlossene Kollektor-Emitterstrecke entladen. Die mit seiner Hilfe erzeugten Impulse sind somit auch
bei Zunahme des Batterie-Innenwiderstandes konstant. Auch verbrauchen sich die Batterien vor der Implantation
des Herzschrittmachers nicht, da der Stromkreis vor dem Anlegen der Elektroden an das Herz
unterbrochen ist Da der Kondensator 65 über das Herz sowohl geladen als auch entladen wird, ist der
Gleichstrommittelwert gleich Null, so daß keine elektrolytischen Prozesse entstehen können.
Die Arbeitsweise des Reizstromi.npulsgenerators,
d. h. das Aufladen und Entladen des Kondensators 65, ist von der Stellung des Schalters 5 abhängig, und zwar
arbeitet der Reizsliromimpulsgenerator bei geschlcssenem
Schalter Junabhängig vom natürlichen Herzschlag mit einer Impulsfolgefrequenz von 72 Impulsen pro
Minute kontinuierlich, während er bei geöffnetem Schalter S nur bei Bedarf, d. h. abhängig vom
natürlichen Herzschlag, Impulse abgibt. Gei geschlossenem Schalter Sist der Kondensator 53 kurzgeschlossen.
Der Kondensator .57 liegt mit einem seiner Anschlüsse über Widerstände 61 und 63 an dem Minuspol der
Batterie 3, 5, 7 und mit dem anderen Anschluß über
Widerstände 37 und 35 am Pluspol dieser Batterie. Er wird somit auf die Batteriespannung aufgeladen. Der
Strom durch die Widerslände 61 und 63 reicht jedoch nicht aus, den Transistor 7*9 zu sperren. Beim Aufladen
des Kondensators 57 erhall sein mit dem Widerstand 37 verbundener Anschluß und somit auch der Emitter des
Transistors 77 höheres Potential und der aus dem Kondensator 57, den Transistoren 77 und TS und dem
Widerstand 37 bestehende Kipposzillator beginnt zu schwingen. Gleichzeitig fließt Strom von den Batterien
λ und 5 durch die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 78 und die Widerstände 61 und 63. Der
Transistor 79 wird leitend und entlädt den Kondensator 65, wie bereits beschrieben. Sobald der Kondensator
57 entladen ist, werden die Transistoren TT, 78 und 7"9
gesperrt. Der Impuls ist beendet und es beginnt mit dem Aufladen der Kondensatoren 57 und 65 eine neue
Impuls-Periode.
Der Widerstand 35 is! veränderlich, arr. die !::ipt:!sfc!-
gefrequenz einstellen zu können. Die Einstellung der Breite des Reizstromimpulses wird durch die Entladezeit
des Kondensators 57 bestimmt. Diese ist wiederum von der Größe des Widerstandes 37 abhängig, der
deshalb ebenfalls veränderlich ausgeführt ist.
Bei geöffnetem Schalter Sschwingt der Reizstromimpulsgenerator
nicht frei, sondern wird von einer Steuereinrichtung bestehend aus den Kondensatoren 49
und 53, dem Widerstand 55 und dem Transistor 76 gesteuert. Der Reizstromimpulsgenerator ist von dem
Potential am Kondensator 53 abhängig, das an der Basis des Transistors 76 liegt. Im leitenden Zustand des
Transistors 76 wird der Kondensator 57 über die Kollektor-Emitterstrecke dieses Transistors entladen.
Aufgabe der Schaltungsanordnung, die in F i g. 1 links vom Schalter 5 dargestellt ist, ist es, den Reizstromimpulsgenerator
in Abhängigkeit vom natürlichen Herzschlag und unter Ausschluß von Störsignalen durch
Verändern des Potentials an der Basis des Transistors 76 zu steuern. Zur Erläuterung der Arbeitsweise dieser
Schaltungsanordnung wird das Kardiogramm nach Fi g. 2 benutzt.
Der normale, natürliche Herzschlag erzeugt Signale, die als P. Q. R. 5 und 7-Schwingungen bezeichnet
werden. Auf einen kleinen Impuls P folgt ein Minimum Q, dem ein Maximum R folgt, worauf sich nach einem
erneuten Minimum S noch ein kleiner Impuls 7 ergibt. Man unterscheidet in der Praxis bei einem Herzschlag
zwischen dem QRS-Komplex und den P- und 7-Impulsen.
Das /?-Maximum umfaßt Frequenzkomponenten im 20- bis 30-Hz-Gebiet. Die P- und 7-Impulse enthalten
niedrigere Frequenzen. Um ein Auslösen des Transistors 76 durch die P- und 7-Impulse zu vermeiden, sind
Filter zum Aussieben der Frequenzen unter 20 Hz vorgesehen. Es werden auch Filter für Frequenzen über
30 Hz benutzt obwohl diese Störsignale von 60 Hz nicht vollständig beseitigen.
Zur Beseitigung dieses Mangels dient der Frequenzdiskriminator, der aus den Transistoren Γ3, T4 und 75,
den Widerständen 45 und 47 und den Kondensatoren 49 und 53 besteht Der Frequenzdiskriininator liegt
zwischen dem Frequenzfilter mit den Transistoren 71 und 72 und dem Transistor Γ6 der Steuereinrichtung
für den Reizstrcmimpulsgenerator.
Der Transistor 71 ist normalerweise leitend Der Emitter des Transistors 71 ist über den Widerstand 19
und die Leitung 9 mit dem Minuspol der Batterie 3 verbunden. Die Basis des Transistors 71 ist über den
Widerstand 15 und die Leitung 13 an den Pluspol der Batterie 3 angeschlossen. Die durch die Elektroden am
Heizen des Patienten aufgenommenen elektrischen Signale werden über die Elektrode £f! und den
Kondensator 17 an die Basis des als A-Verstärker ) arbeitenden Transistors 71 geleitet. Die Signale an den
Elektroden können jede Polarität haben.
Eine Zener-Diode 67 überbrückt die Leitungen 9 und II, um an den Elektroden auftretende zu hohe
Spannungen zu begrenzen. Die Zener Diode 67 hat eine
ίο Diirchlaßspannung von einigen Zehnteln Volt und eine
Z-Spanniing von zehn Volt.
Der Kondensator 17 und der Widerstand 15 ergeben
einen Differentiator, der die Frequenzkomponenten über 20 Hz hervorhebt. Für derartige Signale ist der
, . Spannungsabfall über dem Widerstand 15 gering und die dem Transistor 71 zugeführte elektrische Energie
relativ groß. Für Signale mit niedrigerer Frequenz als 20 Hz ist der Spannungsabfall über dem Kondensator 17
'.vcscri'.üch größer und e? "'ird ?'n klpinrres Signal an die
y. Basis-Emitter-Strecke des Transistors 71 gegeben.
Die Impedanz des Parallelkreises aus dem Widerstand 19 und dem Kondensator 21 im Emitterkreis des
Transistors 71 nimmt bei abnehmender Frequenz zu. Die Emitterimpedanz führt zu einer negativen Rück-
>-> kopplung. Die Verstärkung des Transistors 71 nimmt
somit bei abnehmender Frequenz ab.
Das verstärkte Signal am Kollektor des Transistors 71 win? an die Basis des als A-Verstärker arbeitenden
Transistors 72 angelegt. Der Kondensator 25 und der
so Widerstand 27 in dem Emitterkreis des Transistors 72
haben die gleiche Funktion wie der Widerstand 19 und der Kondensator 21 im Emitterkrsis des Transistors 71.
Dieser Differentiator begrenzt das Ansprechen bei niedriger Frequenz und das Diskriminieren gegenüber
r> P- und 7-Wellen und allen Frequenzen, die erheblich
unter 20 Hz liegen.
Der Widerstand 29 und der Kondensator 23 bilden einen Integrator. Sie verringern die hochfrequenten
Störkomponenten, die erheblich über 30Hz liegen. Je höher die Frequenz ist, um so niedriger ist die Impedanz
des Kondensators 23 und um so kleiner ist die gesamte Kollektorimpedanz des Transistors 71 und somit die
Verstärkung. Der Widerstand 31 und der Kondensator 43 im Kollektorkreis des Transistors 72 schwächen
ebenfalls die Frequenzen, die erheblich über 60 Hz liegen, nicht aber zugleich die von 60 Hz.
Die Wechselstromsignale am Kollektor des Transistors 72 werden über den Kondensator 41 auf die Basis
des Transistors 73 und die Basis des Transistors 74 des
so Frequenzdiskriminators übertragen. Die Verstärkung der Signale unter 20 Hz ist so gering, daß die der °- und
7-Impulse die Transistoren 73 und 74 nicht sperren können. Für 60 Hz-Signale ist die Verstärkung nur
geringfügig kleiner als die maximale Verstärkung. Für
über 150Hz, ist die Verstärkung jedoch ausreichend
gering, um die Transistoren 73 und 74 nicht zu sperren.
73, 74 und 75 auf, die einen Zweiphasenschalter mit zwei Funktionen darstellen. Zum einen dient dieser
Schalter dazu, unipolare Stromimpulse unter Aufladen des Kondensators 41 zu erzeugen. Der Schalter ist
jedoch aufgrund seiner zweiten Funktion kein echter Gleichrichter. Diese zweite Funktion besteht darin,
unipolare Impulse konstanter Größe unabhängig von der Amplitude der zugeführien, über einem bestimmten
Schwellenwert liegenden Signale zu erzeugen. Jedes durch den Kondensator 41 hmdurchgeführte Signal, ob
positiv oder negativ, über einem gegebenen Schwellwert (von etwa 1 Volt) führt zu einem unipolaren
Stromimpuls bestimmter Größe, der den Kondensator 49 über den Widerstand 45 auflädt.
Am Pluspol der Batterie 5 liegt der Emitter des Transistors 74, dessen Basis über den Vorspannungswiderstand 39 ebenfalls mit diesem Pluspol verbunden
is\. Der Transistor 74 leitet erst, wenn ein negatives Signal durch den Kondensator 41 übertragen wird.
Dann fließt ein Strom von der Batterie 5 durch den Emitter-Kollektorkreis des Transistors, über den
Widersland 45 und die Parallelschaltung des Widerstandes 47 und des Kondensators 49. Der Kondensator 49
wird auf die volle Spannung der Batterien 3 und 5 aufgeladen. Wenn der Emitter-Kellektorkreis des
Transistors 74 eine vernachlässigbare Impedanz aufweist, wird der Entladungsstrom durch die Batterien
3,5 und die Elemente 45,47 und 49 bestimmt.
hin positives Signal, das durch den Kondensator 4i
übertragen wird, hat keine Wirkung auf den Transistor 74. Es macht den Transistor 7"3 leitend und läßt einen
Strom von der Batterie 7 über den Widerstand 33 und die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Γ3
fließen Das durch den Kondensator 41 übertragene positive Signal führt zu einem unipolaren Impuls der
gleichen Polarität und zum Aufladen des Kondensators 49. Die vom Kollektor des Transistors Γ3 abgegebene
elektrische Energie kann hierfür nicht verwendet werden. Für diesen Zweck ist ein Transistor 75 als
Phaseninverter vorgesehen. Während der Emitter uieses Transistors mit dem Minuspol der Batterie 7
verbunden ist, ist seine Basis mit der Verbindungsstelle der Widerstände 51 und 69 verbunden. Normalerweise
leitet der Transistor 75 nicht. Wenn jedoch der Transistor 73 leitet und die Kollektorspannung abfällt,
fällt auch das Basispotential des Transistors 75 ab. Zu diesem Zeitpunkt leitet der Transistor 75 und es fließt
ein Strom vom Pluspol der Batterie 5 durch den Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 75 zum
Widerstand 45. Jedes veränderliche Signal über einem bestimmten Schwellenwert, das durch den Kondensator
41 übertragen wird, führt somit zu einem unipolaren Impuls, der den Kondensator 49 auflädt.
Die von dem 74, dem Transistor 75 oder beiden Transistoren abgegebenen Impulse treten mit sehr
geringer Folgefrequenz auf. Jeder dieser Impulse führt dazu, daß der Kondensator 49 aufgeladen wird und ein
Strom durch den Widerstand 45 und den Kondensator 49 fließt (ein Teil des Stroms fließt durch den
Widerstand 47, jedoch wird der Kondensator 49 trotzdem aufgeladen und die Spannung an ihm nimmt
zu). Bei Beendigung des Impulses beginnt der Kondensator 49 sich über den Widerstand 47 zu
entladen. Bei beendeter Aufladung des Kondensators 49 ist die Kondensatorspannung gleich der Summe der
Spannungen der Batterien 3 und 5.
Bei positivem Potential an seiner Basis wird der Transistor 76 leitend, wodurch der Kondensator 57
entladen und damit der Reizstromimpulsgenerator gesperrt wird.
Eine Impulsfolge von 72 Impulsen pro Minute, die der
Folge der natürlichen Herzschläge entspricht, lädt den Kondensator 49 mit jedem Impuls auf die volle
Batteriespannung auf. Der Kondensator beginnt sich sodann durch den Widerstand 47 zu entladen. Vor dem
vollständigen Entladen trifft jedoch ein weiterer Impuls ein. Der Kondensator lädt sich sofort auf die volle
Batteriespannung auf und beginnt sich sodann wiederum zu entladen. Der Kondensator entlädt sich niemals
vollständig, jedoch ist die kleinste Spannung an ihm
(diejenige am Ende der Entladeperiode) so niedrig, daß
die Erhöhung der Kondensatorspannung mit jedem
je aus einem natürlichen Herzschlag ergibt, einen
ίο Transistors 73 und die Basis des Transistors 74
gelangt, wird jeder dieser Transistoren während jeder Impulsperiode leitend, und zwar der Transistor 73 für
einige Zeit während der positiven Halbwelle und der Transistor 74 für einige Zeit während der negativen
is Halbwelle des 60-Hz-Störsignals. Somit werden die
Aufladeimpulse an den Kondensator 49 mit einer Folgefrequenz von 120 Impulsen pro Sekunde gegeben,
jeder Impuls lädt den Kondensator 49 vollständig auf UIlU UCI i'l&CliätC ifnpüiS «Vird abgegeben, bCVGr u"
Kondensator sich merklich entladen hat. Aktivierungen der Transistoren 73 und 74 mit einer Impulsfolgefrequenz von etwa 40 Impulsen pro Sekunde reichen aus,
um den Kondensator 49 merklich zu entladen und den Transistor 76 zu sperren. Bei Signalen mit 60 Hz oder
noch höherer Frequenz bleibt der Transistor gesperrt und der Herzschrittmacher arbeitet kontinuierlich.
Selbst wenn dann natürliche Herzschläge vorliegen, haben diese keinerlei Wirkung, da der Kondensator 49
zu jedem Zeitpunkt praktisch maximal aufgeladen ist.
so Nur bei Abwesenheit hoher Störfrequenzen kann sich
der Kondensator entladen, bevor Stromimpulse auftreten, die durch einen natürlichen Herzschlag verursacht
werden, und nur dann führt jeder natürliche Herzschlag zum Leitendwerden des Transistors 76 und zum
Unterdrücken eines Impulses des Reizstromimpulsgenerators. Die Widerstände 45 und 47 und der
Kondensator 49 lassen sich als ein Schalter hoher Trägheit betrachten, der nicht auf Schläge mit einer
Folgefrequenz von über 40 Schlagen pro Sekunde
anspricht. Jedes sich wiederholende Signal mit mehr als
40 Wiederholungen pro Sekunde desaktiviert somit den Reizstromimpulsgenerator nicht
Während der Zeitspanne, in der Störsignale mit 60 Hz oder andere Störsignale vorliegen, arbeitet der Herz
schrittmacher in kontinuierlicher Arbeitsweise neben
dem natürlichen Herzschlag des Patienten. Dies kann
unvorteilhaft sein, ist jedoch wesentlich besser als ein
Wirkung auf den Kondensator 49 wie die 60-Hz-Signale
besitzen, können einzelne Impulse sehr schmaler Breite dazu führen, daß jeder der Transistoren 73 oder 74
leitfähig wird und ein Aufladeimpuls an den Kondensator 49 abgegeben wird. Wenn der Kondensator 49 zu
diesem Zeitpunkt entladen wird, kann die ansteigende Ranke des Impulses den Transistor 76 falsch schalten.
Um diese Möglichkeit auszuschließen, ist der Widerstand 45 vorgesehen. Wenn auch jeder Aufladeimpuls zu
einem schnellen Ansti&g des Potentials an dem
Kondensator 49 führt, ist der Anstieg doch keine
einwandfreie Stufenfunktion, da der Widerstand 45 die Aufladungszeitkonstante vergrößert Bei einem sehr
schmalen Impuls wird der Impuls zu dem Zeitpunkt beendet zu dem der Kondensator 49 begonnen hat sich
es merklich aufzuladen. Somit wird der Kondensator 49
nicht ausreichend aufgeladen, um den Transistor 76 durchzuschalten.
den verschiedenen Differentiatoren und Integratoren als Frequenzdiskriminator, um insbesondere die niedrigeren
Frequenzen (unter 20 Hz) zu schächen und ein Auslösen des Transistors T6 durch P- und T- Wellen zu
verhindern.
Claims (9)
1. Herzschrittmacher mit Anschlüssen zur Verbindung mit den Herz-Elektroden,
mit einem Reizstromimpulsgenerator zum Erzeugen elektrischer Impulse mit einer geringeren Impulsfolgefrequenz
als die normale Herzschlagfolgefrequenz,
mit einer Sperrvorrichtung, die auf die von den
Elektroden aufgenommenen, mit Hilfe des QRS-Komplexes des Kardiogramms vom natürlichen
Herzschlag abgeleiteten Signale anspricht und beim Vorliegen dieser Signale die Abgabe von Impulsen
durch den Reizstromimpulsgenerator an die Elektroden verhindert, und mit einem dieser Sperrvorrichtung
vorgeschalteten Filter, das die außerhalb des Frequenzspektrums des QRS-Komplexes liegenden,
insbesondere von außen kommenden Frequenzen von der Sperrvorrichtung fernhält,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Filter (Ti, 72,19,2i, 23, 23,27) und die Sperrvorrichtung (T6,53,55) ein Frequenzdiskriminator (73, 74, 75, 39, 41) geschaltet ist, der die Sperrvorrichtung unwirksam macht, wenn an die Elektroden (El. E2) Signale mit einer höheren Impulsfolgefrequenz als die normale Herzschlagfolgifrequenz gelangen, so daß der Reizstromimpulsgenerator (TT, TS, 79,35, 37, 57,59 bis 65) während der Dauer dieser Signale unabhängig von der natürlichen Herztätigkeit des Patienten seine Impulse an die Elektroden liefert.
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Filter (Ti, 72,19,2i, 23, 23,27) und die Sperrvorrichtung (T6,53,55) ein Frequenzdiskriminator (73, 74, 75, 39, 41) geschaltet ist, der die Sperrvorrichtung unwirksam macht, wenn an die Elektroden (El. E2) Signale mit einer höheren Impulsfolgefrequenz als die normale Herzschlagfolgifrequenz gelangen, so daß der Reizstromimpulsgenerator (TT, TS, 79,35, 37, 57,59 bis 65) während der Dauer dieser Signale unabhängig von der natürlichen Herztätigkeit des Patienten seine Impulse an die Elektroden liefert.
2. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Frequenzdiskriminator (T3, 74, Γ5, 39, 41) zwei Transistoren (T3, Γ4)
enthält, die durch Signale, d.··- eine eine gegebene Spannung überschreitende Spannung und eine
Grenzfrequenz überschreitende Frequenz aufweisen, in einen leitenden Zustand überführbar sind, und
daß bei Übergang in den leitenden Zustand die Transistoren einen Kondensator (49) durch unipolare
Stromimpulse einer gegebenen Größe laden.
3. Herzschrittmacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale äußere Signale sind
und daß die Grenzfrequenz über dem Frequenzspektrum des QRS-Komplexes liegt.
4. Herzschrittmacher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz unter 60 Hz
liegt.
5. Herzschrittmacher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Kollektorstrecken
der zwei Transistoren (TX T4) des Frequenzdiskriminators in Serie gegeneinander
geschaltet sind und der Emitter des einen sowie der Kollektor des anderen Transistors über Widerstände
(45,47 und 33) am jeweils anderen Anschluß einer Spannungsquelle (3, 5, 7) liegen, daß die Basen der
zwei Transistoren (T3, Γ4) miteinander und über einen Kondensator (41) gemeinsam mit dem
Ausgang des Filters (T\, T2, 19, 21, 23, 25, 27) verbunden sind und daß der auf schwankendem
Potential liegende Anschluß des von einem Widerstand (47) überbrückten Kondensalors (49) am
Eingang der Sperrvorrichtung (T'6,53,55) liegt.
6. Herzschrittmacher nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Frequenzdiskriminator einen dritten Transistor (T5) als Phasenumkehrstufe
enthält, dessen Emitter-Kollektorstrecke einem der zwei Transistoren (T4) parallel geschaltet ist und
dessen Basis über einen Spannungsteiler (51,69) auf festem Potential liegt,
7. Herzschrittmacher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengeschal-
teten Emitter der Transistoren (T3, T4, T5) des
Frequenzdiskriminators über einen Widerstand (39) am Ausgang des Reizstromimpulsgenerators (77,
Ti, Γ9,35,37,57,59 bis 65) liegen.
8. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch ίο gekennzeichnet, daß zwischen dem Eingang der
Sperrvorrichtung (76, 53, 55) und einem der Anschlüsse der Spannungsquelle (3) ein Schalter (S)
vorgesehen ist, der im geschlossenen Zustand den Reizstromimpulsgenerator frei schwingen läßt und
im offenen Zustand die Steuerung der Sperrvorrichtung wirksam macht
9. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reizstromimpulsgenerator
(77, 78, 79,35,37,59 bis 65) einen Speicnerkonden-
sator (65) und einen Schalter (79) enthält, die in
Serie zwischen den Elektroden (E 1, E2) liegen, daß der Schalter (79) bei Betätigung kurzgeschlossen ist
und unbetätigt offen ist, daß eine Spannungsquelle 3,
5, 7) und ein Ladewiderstand (59) zum Liefern des Ladestromes an den Kondensator (65) bei unbetätigtem
Schalter vorgesehen sind, wobei durch den Ladewiderstand (59) eine solche Zeitkonstante
gegeben ist, daß der Kondensator auf den vollen Spannungswert der Spannungsquelle (3,5,7) in einer
ω kürzeren Zeit als dem normalen Intervall zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Herzschlägen aufgeladen wird, daß der Schalter (79) über einen
Transistor (T8) und Widerstände (61,63) betätigbar ist und den Speicherkondensator (65) an die
Elektrode (E2) legt, wenn ein elektrischer Impuls das Herz des Patienten anregen soll, und daß der
Schalter (79) danach zur Aufladung des Speicherkondensators (65) in seinen unbetätigten Zustand
zurückkehrt.
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Free format text: DIEHL, H., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT. KRESSIN, H., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |