DE2255421A1 - Synchronisierter vorhof- und herzkammer-schrittmacher - Google Patents

Description

PATENTANWALT D-I BERLIN 33 3.11.1972

MANFRED MIEHE falkenried^

Telefon: (0311) 76 0950 Diplom-Chemiker Telegramme_: PATOCHEM BERLIN

US/02/2037 AO-2313

AMERICAN OPT I CA LCORPOR A TIO N Southbridge, Mass. 01550, USA

Synchronisierter Vorhof- und Herzkammer-Schrittmacher

Es wird ein Vorhof- und Herzkammer-Schrittmacher geschaffen, bei dem die Vorhof-und Herzkammer-Impulsgeberkreise miteinander sogar dann synchronisiert sind, wenn der Herzkammerschlag-Detektor versagt,oder Herzkammerschlag-Signale durch Störsignale überlagert sind. Bei Herzschrittmachern nach dem Stand der Technik arbeiten in dem Fall einer kontinuierlichen Betriebsweise des Schrittmachers beide Impulsgeberkreise unabhängig voneinander. Bei dem hier vorliegenden Schrittmacher fühtt jedoch das Erzeugen eines Herzkammerstimulierungsimpulses zu einem erneuten Ingangsetzen" der Vorhoftaktperiode.

Die Erfindung betrifft einen Herzschrittmacher zur Vorhof- und Herzkammerstimulierung und insbesondere derartige Schrittmacher, bei denen die Vorhof- und Herzkammer-Impulstaktfolgen miteinander synchronisiert sind.

Bei einem typischen Bedarfs-Herzschrittmacher zur Herzkammerstimulierung ist ein Impulsgeberkreis zum Erzeugen eines Impulses bei einer vorherbestimmten Zeit nach dem letzten natürlichen Herzschlag vorgespannt. Wenn ein weiterer natürlicher Herzschlag während des Taktintervalls des Herzschrittmachers auftritt, wird kein Impuls erzeugt und die gesamte Taktperiode beginnt von Neuem. Wenn andererseits ein natürlicher Herzschlag nicht auftritt zu Ende der Taktperiode wird ein stimulierender Impuls erzeugt. Zum genauen Betrieb

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eines Bedarfsschrittmachers ist es erforderlich, daß die Schaltung des Schrittmachers das Auftreten eines natürlichen Herzschlages bestimmt.Das größte durch die Herzschlagaktivität erzeugte elektrische Signal ist dasjenige, das der Vorhofkontraktion entspricht. Um festzustellen, ob ein natürlicher Herzschlag aufgetreten ist, ist allgemein ein Elektrodenpaar an die Herzkammer angeschlossen. Da in den meisten Eällen eine VorhofStimulierung erforderlich ist, können die gleichen Elektroden sowohl für eine Vorhofstimulierung als auch das Feststellen eines natürlichen Herzschlages angewandt werden.

Im Falle des Vorliegens von Störgeräuschen kann ein fehlerhafter Betrieb eines Schrittmachers dieser Art auftreten. Das Störgeräusch kann von einem Erzeugen eines elektrischen Signals an den Vorhofelektroden herrühren und der Herzschrittmacher-Schaltkreis kann dieses Geräusch als natürlichen Herzschlag deuten und die Erzeugung eines stimulierenden Impulses zurückhalten, selbst wenn ein solcher benötigt wird. In der US-Patentschrift 3 528 428 ist ein verbesserter Bedarfs-Herzschrittmacher offenbart. Bei diesem verbesserten Herzschrittmacher wird die Schrittmacher-Taktperiode nicht unterbrochen, wenn ein Störgeräusch auftritt. Es werden kontinuierliche Stimulationsimpulse erzeugt, und dies sogar dann, wenn dieselben nicht benötigt werden. Es ist jedoch vorteilhafter einen Impuls zu erzeugen, selbst wenn dieser nicht benötigt wird, als wenn kein Impuls erzeugt wird, wenn dieser benötigt wird.

Es gibt viele Patienten, die an symptomatischer Vorhofbradykardie leiden, obwohl diese Patienten eine normale AV-Leitung (Atrium-Ventrikel-LeitungX haben. Bei einem derartigen Patienten bedingt die langsame Vorhofschlagfrequenz eine Verringerung der Herzkammerschlagfrequenz. Die Stimulation der Herzkammer durch den Schrittmacher ist bisher dazu verwendet worden, diesen Mangel zu beheben. Für diese Patienten wäre es jedoch besser, eine VorhofStimulation vorzusehen, um so sowohl die Vorhofschlagfrequenz als auch die Herzkammerschlagfrequenz zu steuern,wobei sich zusätzlich der Vorteil der natürlichen Zeitfolge zwischen Vorhoftätigkeit und Herzkammertätigkeit

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ergibt. Eine derartige VorhofStimulierung schützt den Patienten jedoch nicht gegen eine unvorhersehbare AV-Blockierung. Somit müssen ebenfalls Vorkehrungen für eine HerzkammerStimulierung getroffen werden, wenn diese notwendig wird.

In der DT-OS 2 061 182 ist ein Herzschrittmacher sowohl für eine Vorhof--als auch Herzkammerstimulierung offenbart. Die erste Funktion dieses Schrittmachers besteht darin, einen Vorhofstimulierungs-Impuls zu erzeugen.Nach einem vorherbestimmten Zeitintervall erzeugt der Schrittmacher einen Herzkammerstimulierungs-Impuls. Es sind vier Elektroden vorgesehen, und zwar zwei für die VorhofStimulierung und zwei für die Herzkammerstimulierung. Die Herzkammerelektroden dienen ebenfalls dazu, das Auftreten einer Herzkammerkontraktion festzustellen.

Der Schrittmacher weist zwei Takt- oder Ausfallintervalle auf. Das Herzkammertaktintervall ist 160-250 msek langer als das Vorhoftaktintervall. Das Herzkammertaktintervall ist größer als die normale Zeitspanne zwischen zwei Herzschlägen (wie in einem üblichen Bedarfsschrittmacher). Das Vorhoftaktintervall ist kürzer als das Herzkammerausfallintervall, und zwar um ein voreingestelltes Zeitintervall. Beide Taktintervalle beginnen mit der Erzeugung des letzten Herzschlages (natürlich oder stimuliert). Wenn eine weitere Kammerkontraktion nicht innerhalb des yorhoftaktintervalls auftritt, d.h. bei Abwesenheit einer vorzeitigen Herzkammerkontraktion, wird der VorhofStimulierungsimpuls erzeugt. Die Vorhöfe ziehen sich zusammen und füllen die Herzkammern mit Blut an. In dem Fall,, daß sich die Herzkammern zusammenziehen,d.h. daß keine AV-Blockierung vorhanden ist, löscht das von der Herzkammerelektroden empfangene Signal beide Taktschaltungen, und der Herzkammerreizimpuls wird nicht erzeugt. In dem Fall, daß die Herzkammerkontraktion nicht auftritt, wird ein Herzkammerreizimpuls am Ende des Herzkammertaktintervalls erzeugt.

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Beide impulserzeugenden Schaltungen sind zum Feststellen eines Herzkammerschlages getastet. Das Feststellen eines derartigen Schlages löscht beide Taktschaltungen; es wird ein Vorhof-Stimulierungsimpuls nach einer vorherbestimmten Zeitspanne im Anschluß an den letzten Herzkammerschlag (spontan oder stimuliert) erzeugt, und - soweit erforderlich - es wird ein Herzkammerstimulerungsimpuls nach einem weiteren (längeren) vorherbestimmten Zeitintervall (Herzkammerausfall) im

Anschluß an den letzten Herzkamraerschlag erzeugt. Der Herzauf schrittmacher weist eine Schaltung,/um ihn in die Lage zu versetzen, bei Vorliegen von Störgeräuschen kontinuierlich zu arbeiten. Wenn z.B. der Herzkammerschlag-Detektorkreis aufgrund eines Störens durch 60 Hz Streusignale mit einer höheren Frequenz arbeitet, wird der Schrittmacher kontinuierlich betrieben. Vorhof- und Herzkammerstimulierungsimpulse werden bei festgelegten Frequenzen unabhängig von der Betriebsweise des Herzkammerschlag-Detektors erzeugt. Wenn in ähnlicher Weise der Herzkammerschlag-Detektor ausfällt, werden Vorhof- und Kammerstimulierungsimpulse bei festgelegten Frequenzen erzeugt und der Herzschrittmacher arbeitet für den Rest seiner Lebensdauer oder bis die Störung in dem Kammerschlag-Detektor sich von selbst korrigiert, kontinuierlich. Da jedoch die Takte der beiden Impulsgeneratoren auf das Feststellen von Herzkammerschlägen getastet sind, wenn derartige Schläge nicht mehr festgestellt werden oder niht langer erkannt werden, geht der Synchronismus zwischen den beiden Impulsgeberkreisen verloren. Da es nahezu unmöglich ist, daß beide Taktperioden beider Impulsgeberkeise identisch sind, werden die Vorhof- und Herzkammerstimulierungsimpulse in der Tat mit unterschiedlichen Frequenzen erzeugt.

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Es ist eine allgemeine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe einen Herzschrittmacher sowohl für die Vorhof- als auch Herzkammerstimulierung zu schaffen, bei dem die Vorhof- und Herzkammer-Impulsgeberkreise sogar dann synchron arbeiten, wenn der Herzkammerschlagdetektor versagt und sogar dann, wenn das Feststellen von Kammerschlagen nicht bemerkt wird aufgrund der Einwirkung von Geräuschen.

In dem Fall eines Herzschrittmachers mit Bedarfssteuerung, der keine Vorhofstimulation liefert, wie er in der US-PS 3 528 428 offenbart ist, wenn der Schrittmacher konmtinuierlich arbeitet, löst jedes Erzeugen eines Herkammerstimulierungsimpulses eine neue Herzkammertäktperiode aus. Wenn in ähnlicher Weise ein spontaner Herzkammerschlag festgestellt wird, beginnt die Herzkammertaktperiode erneut. Bei vorbekannten Herzschrittmacher zur Vorhof- und Herzkammerstimulierung beginnt die Herzkammertaktperiode immer dann erneut, wenn ein spontaner Herζkammerschlag festgestellt wird oder imm-er wenn ein Herzkammerstimulierungsimpuls erzeugt wird. Die Vorhoftakiiperiode wird hingegen nur dann erneut inganggesetzt, wenn ein Herzkammerschlag (spontan oder stimuliert) festgestellt wird. Nach den erfindungsgemäßen Prinzipien setzt das Erzeugen eines Herzkammerstimulierungsimpulses die Vorhoftaktperiode erneut ingang.

Wenn somit spontane Herzkammerschläge festgestellt werden, setzt der Detektorkreis beide Taktperioden ingang. Wenn jedoch spontane Herzkammerschläge nicht festgestellt werden und der Schrittmacher somitkonitnuierlich arbeitet, setzt jedes Erzeugen eines Herzkammerstimulierungsimpulses dieVorhoftaktperiode zusammen mit der Herzkammertaktperiode wieder ingang. Die beiden Impulsgeberkreise werden in allen Fällen synchron gehalten.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, für einen Atrial-Ventrikular-Bedarfsherzschrittmacher einen Mechanismus zu schaffen, der die Vorhoftaktperiode immer dann erneut ingangsetzt, wenn ein Herzkammerstimulierungsimpuls erzeugt wird unabhängig von dem Feststellen eines Herzkammerschlages, g _

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Bei dem in der Zeichnung gezeigten Schrittmacher stellen die Elektroden El und E2 die HerzkammerStimulationselektroden, und die Elektroden E3 und E4 die Vorhofstimulationselektrd>den dar. Der Herzkammertakt- und Stimulierungskreis befindet sich in der Zeichnung zwischen dem Kondensator 53 und den Elektroden El und 82. Der Kondensator 65 wird anfänglich durch den ÄQHcden Batterien 1-5 durch den Widerstand 59, Elektroden El und E2 und das Herz des Patienten fließenden Strom in einer Zeit aufgeladen, die wesentlich kürzer als das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen ist. Die Größe des Widerstandes 59 ist gering genug, um ein schnelles Aufladen des Kondensators 65 zu gestatten, jedoch hoch genug, um eine bemerkenswerte Schwächung des parallel zu den Elektroden El und E2 festgestellten Signals zu verhindern, wobei diese Elektroden an den Herzschlag-Detektorkreis über Leitungen und 11 angeschaltet sind. Wenn der Transistor T9 zum Leiten gebracht worden ist, entlädt sich der Kondensator durch denselben, Strom fließt von dem Kondensator durch den Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors, Elektrode E2, das Herz und Elektrode El. Das Entladen des Kondensators 65 durch die Elektroden führt zu einem Impuls, der die Herzkammern stimuliert, wenn dies erforderlich ist. Sobald der Transistor T9 abgeschaltet ist, lädt sich der Kondensator 65 in Vorbereitung auf den nächsten Zyklus erneut auf. Der Kondensator dient einfach als eine Stromquelle, wenn ein Impuls erforderlich ist. Der Kondensator ist nicht mit den verschiedenen Taktfolgen involviert, die zum Steuern der selektiven Erzeugung von Impulsen angewandt werden.

Der Kondensator lädt sich jeweils auf die Scheitelspännung der Batterie auf. Da sich derselbe durch einen im wesentlichen kurzgeschlossenen Transistorschalter entlädt, verändern sich die Größen der Impulse nicht mit der Zunahme der Batterieimpedanz beim Altern. Es tritt auch keine Energieverschwendung zwischen Herstellung und Implantation auf,

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obgleich der Transistor T 9 während jedes Zyklus eingeblendet ist, solange die Elektroden im offenen Stromkreis vorliegen, kannsich der Kondensator 65 nicht entladen.

Der Kondensator lädt sich und entlädt sich durch das Hers, so daß der DC-Netzstrom durch die Elektroden von dem Schrittmacher gleich null ist. Anderseits könnten elektrolytische Verfahren in den Herzzellen die Elektroden auflösen.

Die Transistoren T7 und T8, die wie gezeigt geschaltet sind, stellen das Äquivalent eines herkömmlichen siliziumgesteuerten Gleichrichters dar. Beide sind normalerweise nicht leitend. Wenn die Emitterelektrode des Transistors T7 ausreichend positiv wird, leiten die Transistoren und Strom fließt durch den Emitterkreis des Transistors T8. Der Strom fließt weiter bis die Spannung an dem Emitter des Transistors T7 unter einen vorherbestimmten Wert abfällt.

Der Transistor T9 ist ein einfacher Stromverstärker, der normalerweise nicht leitend ist. Wenn der Transistor T8 leitet, bedingt jedoch der Emitterstrom, der durch die Diode 40 und Widerstände 61 und 63 fließt, eine Zunahme der Spannung an der Basis des Transistors T9. Zu dieser Zeit ist der Transistor.T9 vorgeschaltet zwecks Leiten und der Kondensator 65 kann sich durch denselben in der oben beschriebenen Weise entladen.

Die Vorrichtung kann in Freilaufweise angewandt werden, d.h. es kann ein Impuls bei einer 72-Impuls/Min.Frequenz erzeugt werden, z.B. unabhängig von dem Auftceten natürlicher Herzschläge. In einem derartigen Fall ist der Schalter S geschlossen und, wie weiter unten beschrieben, der Transistor T6 wird nicht zum Arbeiten gebracht (pulsed on). Anfänglich wird der Kondensator 57 entladen und die Transistoren T7 und T8 sind nicht leitend. Es fließt Strom von den Batterien 1-5 durch die Widerstände¹ 35 und 37, Kondensator 57 und Wider

stände 61 und 63.Der Strom durch die Widerstände 61 und 63 list nicht ausreichend, um den Transistor T9 einzuschalten. Wenn sich der Kondensator lädt, nimmt die Spannung der Anschlüsse des Kondensators und Widerstands 37 zu. Somit nimmt die Spannung an dem Emitter des Transistors T7 zu. Möglidherweise ist die Spannung ausreichend, um den aus den Transistoren T7 und T8 bestehenden Kippgenerator auszulösen. Der Kondensator 57 entlädt sich durch den Widerstand 37 und diese zwei Transistoren. Zur gleichen Zeit fließt Strom durch dien Kollektor-Emitterkreis des Transistors T8 und die Widerstände 61 und 63. Der Transistor T9 leitet und der Kondensator entlädt sich durch denselben unter Beaufschlagen eines Impulses an die Herzkammern. Sobald sich der Kondensator 57 ausreichend entladen hat und die Spannung des Emitters des Transistors T7 auf einen genügend kleinen Wert abgefallen ist, schalten sich alle Transistoren T7, T8 und T9 ab und der Impuls ist beendet. Der Kondensator 65 lädt sich sofort wieder auf und der Kondensator 57 beginnt erneut mit dem Aufladen in Vorbereitung auf den nächsten Impuls.

Die Aufladezeit des Kondensators 57, d.h. das Intervall zwischen Impulsen, wird durch die Größe des Kondensators und die Größen der Widerstände 35, 37, 61 und 63 bestimmt. Die Widerstände 37, 61 und 63 sind im Vergleich zu der Größe des Widerstands 35 sehr klein. Folglich ist es die Größe des Widerstandes 35, die die Zwischenimpuls-Intervalle bestimmt. Da die Größe des Widerstandes 35 festgelegt ist, verändert sich die Impulsfrequenz.

In ähnlicher Weise sollte es zweckmäßig sein, die Breite jedes an das Herz abgegebenen Impulses festzulegen. Der Kondensator 57 entlädt sich durch den Widerstand 37 und die Transistoren T7 und T8. Die durch den Kondensator 65 abgegebene Impulsbreite wird durch die Entladezeit des Kondensators 57 bestimmt, d.h. die Zeit, während welcher die Transistoren T7 und T8 leiten und hierdurch den Transistor T9 anschalten.

Durch Verändern der Größe des Widerstandes 37 kann die Breite jedes Impulses eingestellt werden. Im Falle eines implantierbaren Herzschrittmachers werden die Größen der Widerstände 35 und 37 vor dem Implantieren der Vorrichtung eingestellt.

Wenn der Schalter S offen ist, d.h. in dem Fall eines bedarfsgesteuerten Schrittmachers, wird die gleiche Art Freilaufbetrieb eintreten, wenn der Basis des Transistors T6 keine Energie durch den Kondensator 53 zugeführt wird. Der Transistor T6 bleibt nichtleitend und wird nicht in das Aufladen des Kondensators 57 eingreifen. Wenn jedoch der Schalter S. offen ist, wird ein Impuls durch den Kondensator 53 zu dem Anschluß des vorgespannten Widerstandes 55 und der Basis des Transistors T6 übertragen, um den Transistor leitend zu machen, wann immer ein Herzkammerschlag festgestellt wird. Der Kondensator 57 entlädt sich durch den Kollektor-Emitterkreis des Transistors* In einem derartigen Fall wird^der Taktzyklus unterbrochen und der Anschluß des Kondensators 57 und Widerstandes 37 wird keine Spannungszunehme auf einen Wert erfahren, bei dem.die Transistoren T7 und T8 leitend gemacht werden. Nachdem sich der Kondensator 57 durch den Transistor T6 entladen hat, schaltet sich der Transistor aus. Der Kondensator beginnt sich sofort wieder aufzuladen. Der nächste Zyklus beginnt unmittelbar nach dem Auftreten des letzten Herzkammerkontraktion, so daß der nächste Impuls, wenn erforderlich, unmittelbar nachdem ein natürlicher Herzschlag festgestellt werden sollte, wenn das Herz einwandfrei arbeitet, erzeugt wird.

Es ist ein ähnlicher Schaltkreis für das Erzeugen von Vorhof Stimulierungsimpulsen vorgesehen. Die Elektroden E3 und E4 sind in das Herz des Patienten implantiert, um die Vorhöfe zu stimulieren. Der Kondensator 58 lädt sich durch die Potentiometer 60 und 62 auf4^; Nach einem vorherbestimmten Intervall, wenn die Kondensatorspannung einen Wert erreicht hat, der zur Steuerung des Leitens der Transistoren TIl und Tl2 erforderlich ist, leiten di,e beiden Tran-

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sistoren und betreiben den Basis-Emitteranschluß des Transistors T14 in Vorwärtsrichtung, der seinerseits das Erzeugen eines Vorhofstimulierungsimpulses an den Elektroden E3 und E4 steuert. Die Breite jedes Impulses wird durch Rückstellen des Potentiometers 60 bestimmt, das die Zeit bestimmt, die erforderlich ist für das Entladen des Kondensators 58 durch die Transistoren TIl und T12. Das Zwischenimpuls-Intervall wird durch Rückstellen des Potentiometers 62 bestimmt, das die zum Aufladen des Kondensators 58 erforderliche Zeit bis auf einen Wert bestimmt, der dazu führt, daß die Transistoren TIl und T12 leiten.

Jeder an den Anschluß des VorspannungswiderStandes -56 und die Basis des Transistors TlO durch den Kondensator 54 als Ergebnis des Festellens eines Herzkammerschlages beaufschlagte Impuls macht den Transistor TlO leitend zusammen mit dem Transistor T6. Zur gleichen Zeit, zu der sich der Kondensator 57 durch den Transistor T6 entlädt, entlädt sich der Kondensator 58 durch den Transistor 10. In diesem Fall ist die Taktperiode des Vorhofimpulsgeberkreises nicht abgeschlossen und es wird kein Vorhofstimulierungs· impuls erzeugt, vielmehr beginnt der Takt von Neuem.

Ein dem Kondensator 65 vergleichbarer Kondensator ist nicht zum Speichern der Ladung in Vorbereitung auf das ERzeugen jedes Vorhofstimulierungsimpulses vorgesehen. Vielmehr bedingt das Leiten des Transistors Tl4, daß ein Impuls durch den Transformator 80 an die Elektroden E3 und E4 übertragen wird. Wenn sich der Transistor anschaltet, fließt Strom durch die Primärwicklung des Transformators und den Kollektor-Emitterkreis des TransistorsT14. Der Stromimpuls durch die Primärwicklung des Transformators 80 führt zu dem Auftreten eines Spannungsimpulses parallel zu der Sekundärwicklung des Transformators. Dieser Impuls wird durch den Kondensator 87 übertragen. Die Elektrode E3 ist bezüglich der Elektrode E4 positiv und Strom fließt

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- 11 durch den Vorhof, an dem die Elektrode angeschlossen ist.

Der Kondensator 87 ist zwecks Vermeiden eines Gleichstromflusses in dem Fall vorgesehen, daß die Elektorden polarisiert werden. Zenerdioden 84 sind vorgesehen als Sicherheit gegen das Auftreten eines übermäßigen Signals parallel zu den Elektroden, das von einer äußeren Quelle herrührt; Die Dioden leiten (eine in Vorwärtsrichtung, die andere JBi umgekehrter Richtung) wenn das Signal einige Volt übersteigt.In diesem Falle kann die Größe des sich in der umgekehrten Richtung durch den Transformator 80 zu dem Kollektorkreis des Transistors Tl4 erstreckenden Impulses keinen Schaden anrichten.

Die Diode 78 ist vorgesehen, um den Strom durch die Primärwicklung des Transformators zu verbrauchen, wenn sich der Transistor Tl4 zu Ende jedes Impulses abschaltet. Der Strom setzt seinen Fluß in der gleichen Richtung durch die Primärwicklung fort, fließt jedoch nun durch die Diode 78 anstatt denTransistor T14. Die Diode wird in Sperrichtung betrieben, wenn der; Transistor T14 leitet, so daß während des Erzeugens eines Stromimpulses dieselbe keine Wirkung auf die Betriebsieeise des Schaltkreises hat. Die Anwendung der Diode in dieser Weise gefetattet ein schnelles Verschwinden des durch den Stromfluß durch die Primärwicklung zu Ende des Vorhofstimulierungsimpulses ausgebildeten magnetischen Feldes.

Das Potentiometer 62 weist einen derartigen Wert auf, daß sich der Kondensator 58 auf einen Wert auflädt, wie. er zum Leiten der Transistoren TIl und Tl2 nach 600 msek. nach der letzten Kondensatorentladung erforderlich ist. Somit wird eine VorhofStimulierung 600 msek. nach einem Herzkammerschiag erzeugt. Es ist zu beachten, daß die Vorhöfe im Anschluß an eine Vorhofkontraktion während eines normalen Herzschlages stimuliert werden. Wenn sieh die Vorhöfe zusammengezogen^haben, ist kein Vörhofstimulierungsimpuls an den Elektroden E3 und E4 erforderlich. Wenn jedoch ein solcher Impuls anschließend an die

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Vorhofkontraktion erzeugt wird, d.h. während des Refraktärintervalls der Vorhöfe, entsteht keine Wirkung aufdie Herzschlagtätigkeit des menschlichen Herzens. (Das Erzeugen eines Vorhofstimulierungsimpulses vor der natürlichen Vorhofkontraktion kann einen vorzeitigen Vorhofschlag auslösen, was nicht zweckmäßig ist).

Das in der Figur 1 gezeigte Potentiometer 35 weist einen derartigen Wert auf, daß sich das Taktintervall für die Herzkammer-Stimulierung auf 800 msek. beläuft. Somit tritt ein Herzkammerstimulierungsimpuls 800 msek. nach einem vorhergehenden Herzkammerschlag auf und dies ist geringfügig länger als das "normale" Zwischenschlagintervall. Wenn ein spontaner Herzkammerschlag festgestellt wird, werden beide Taktkreise zurückgestellt und an den Elektroden El und E2 tritt kein Impuls auf. Dies ist der angestrebte bedarfsgesteuerte Betrieb. Wenn innerhalb von 800 msek. nach dem letzten Herzschlag kein natürlicher Herzschlag auftritt, wird an den Elektroden El und E2 ein Impuls erzeugt, der zur Stimulierung der Herzkamerkontraktion dient. Es ist zu beachten, daß bei normalem Schlagen des Herzens keine Herzkammerstimulierung durc-h den Schrittmacher erfolgt. Es tritt jedoch eine VorhofStimulierung auf, da das 600 msek. Vorhoftaktintervall geringer als das natürliche Zwischenimpulsintervall ist. In dem Fall dews Nichtauftretens einer natürlichen Vorhofkontraktion ist jedoch die VorhofStimulierung erforderlich, um die Herzfunktion wirksamer zu gestalten. Die Herzkammerstimulierung wird natürlich geliefert, um jegliche AV-Blockierung zu korrigieren. Eine normale Herzkammerkontraktion kann angenähert 120-160 msek. nach der VorhofStimulierung auftreten. Die Herzkammertaktperiode ist 200 msek. länger als die Vorhoftaktperiode; es steht aureichend Zeit für eine natürliche Herzkammerkontraktion zur Verfügung, bevor ein Herzkammerstimulierungsimpuls erzeugt wird. Im allgemeinen sollte die Herzkammertaktperiode die Vorhoftaktperiode um 160-250 msek. überschreiten.

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Es ist zu beachten, daß der Betrieb des Vorhoftaktkreises auf das Feststellen einer Herzkammerkontraktion an den Elektroden El und E2 abgestimmt ist. Es ist höhest zweckmäßig/ den Vorhoftaktkreis auf das -Schlagen des Herzens des Patienten abzustimmen; wo ein Freilaufgenerator zum Stimulieren der Vorhöfe vorgesehen ist, kann der Takt des Schiagens des Patientenherzens ernsthaft beeinflußt werden. Obwohl der natürliche Takt wechseln kann, ist die Taktschaltung unveränderlich. Aus diesem Grunde wird der Kondensator 58 im Anschluß an jeden natürlichen Herzschlag entladen. Das Feststellen eines Kammerschlages führt zu dem Rückstellen beider Taktperioden. Dies resultiert natürlich in der kontinuierlichen Erzeugung von Impulsen an den Elektroden E3 und E4, wenn das Herz normal schlägt (obwohl an den Elektroden El und E2 keine Impulse erzeugt werden), da jeder Herzkammerschlag festgestellt wird, nachdem ein Impuls an den Elektroden E3 und E4 erzeugt worden ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Erzeugen eines VorhofStimulierungsimpulses während des Refraktärintervalls der ,Vorhöfe nicht in den normalen Herzschlag des Patienten eingreift. (Dies gilt nicht für das Erzeugen eines Herzkammerstimulierungs— impulses im Anschluß an eine Herzkammerkontraktion und dies ist ein Grund für das Anwenden eines bedarfsgesteuerten Herzschrittmachers).

Unter Bezugnahme auf den Herzkammertakt- und Impulsgeberkreis ist es die Spannung an der Basis des Transistors T7 (Kollektor des Transistors T8) die den Bezugspegel bestimmt, der bei überschreiten durch die Spannung an dem Kondensator 57 dazu führt, daß die Transistoren leiten und ein Herzkammerstimulierungsimpuls erzeugt wird. Ein Problem bei Herzschrittmachern allgemein ist das Abnehmen der Spannungen der Batterien beim Altern. Die Schrittmachersteuerung wird dadurch bestimmt, wielange der Kondensator 52 benötigt, um sich auf den Bezugspegel aufzuladen. Es ist offensichtlich, daß bei Veränderung des Bezugswertes und der Ladespannung aufgrund eines Alterns, sich die Schrittmacherfrequenz ändern kann.

Der erfindungsgemäße Herzschrittmacher weist einen speziellen Schaltkreis zwecks Sicherstellens einer konstanten Schrittmacherfrequenz unabhängig von der Batteriespannung auf.

Der Kondensator 57 lädt sich von einem Potential, das durch die Größen der fünf Quellen 1-5 bestimmt wird, auf.Die Bezugsspannung an der Basis des Transistors T7, wie weiter unten beschrieben, ist einer Funktion des gesamten Batteriepotentials ähnlich. Die Bezugsspannung wird jedoch in einer Weise abgeleitet, daß das Verhältnis von Ladespannung zu Aktivierungspegel konstant ist unabhängig von der gesamten Speisespannung. Da die Spannung parallel zu dem Kondensator 57 exponential ansteigt, ist immer das gleiche Zeitintervall erforderlich, daß die Kondensatorspannung den Bezugspegel erreicht und es spielt keine Rolle, wie sich die gesamte ßatteriespeisespannung verändert.

Unter der Annahme, daß die Gesamtspannung der Quellen 1-5 gleich Vl ist. Die Widerstände 4b, 46 und 88 stellen einen Spannungsteiler dar und die Spannung an der Basis des Transistors T5 kann als V2 angesehen werden. Unter der Annahme, daß ein 0,1 V Abfall parallel zu dem Basis-Emitteranschluß des Transistors T5 eintritt, ist die Spannung an der Basis des Transistors T7 gleich V2-O,1V. Weiterhin unter der Annahme, daß ein 0,1 V Abfall parallel zu der Emitter-Baiis-Anschluß des Transistors T7 zum Leitendmachen desselben erforderlich ist, ergibt sich, daß sich die Transsifetoren T7 und T8 einschalten, wenn die Emitterspannung des Transistors T7 (angenähert gleich dem Potential an dem Anschluß des Potentiometers 37 und Kondensators 57) gleich V2 ist. Da das Verhältnis der Spannungen V2 und Vl konstant ist unabhängig von dem Wert von Vl, da die Spannung V2 durch einen Wiederstandsteiler abgeleitet wird, ergibt sich, daß sich der Kondensator 57 exponential auf einen vorherbestimmten Prozentsatz (V2/V1) der Ladespannung in einer Zeit auflädt, die von der Größe der Ladespannung (Vl) unabhängig ist. Somit ist die Schrittmacherfreuqenz unabhängig von dem Altern der Batterie.

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Der Kondensator 42 lädt sich auf ein Potential gleich V2-Q,1V auf. Wenn die Transistoren T7 und T8 leiten, entlädt sich der Kondensator geringfügig durch den Transistor T8, jedoch anschließend an die Beendigung eines Herzkammerstimulierungsimpulses lädt sich der Kondensator schnell durch den Transistor T5 wieder auf. Die Funktion der Diode 44, parallel zu welcher ein 0,1 V Abfall auftritt, dient dazu, den Kondensator 42 an einem Aufladen auf einen Wert höher als 0,1 V über die Spannung an dem Anschluß der Widerstände 46 und 88 zu hindern. Die Widerstände 48, 46 und 88 sind so ausgewählt, daß die Spannung an dem Anschluß der Widerstände 46 und 88 V2-O,2 V beträgt. Der Transistor T5 dient als ein Emitterfolger, um eine Spannung parallel dem Kondensator 42 (V2-O,1V) dergestalt aufrechtzuerhalten, daß der Aktivierungspegel von V2 V immer einen festgelegten Prozentsatz der Ladespannung Vl unabhängig von der Größe Vl darstellt.

Ein ähnlicher Bezugsspannungs-Abzweigekreis weist die Widerstände 70, 72 und 74, Transistor T13, die Diode 76 und "den Kondensator 68 auf und dient dem Vorhoftakt- und Impulsgeberkreis.

Der Herzkammertakt- und Impulsgeberkreis weist eine Diode in dem Emitterkreis des Transistors T8 auf. Wenn der Schrittmacher kontinuierlich arbeitet, d.h. wenn der Schalter S geschlossen ist (das Schließen des Schalters kann von außerhalb gesteuert werden, z.B. durch Anwenden eines Magnet, wie dies allgemein bekannt ist) entlädt sich der Kondensator 57 nicht durch den Transistor T6. Der Kondensator entlädt sich lediglich durch die Transistoren T7 und T8.. Der Entladeimpuls setzt sich solange fort, bis die Transistoren T7 und T8 nicht mehr in Vorwärtsrichtung betrieben werden. Durch Vorsehen der Diode 40 schaltet sich die Transistoren aus, wenn die Kondensatorspannung auf einen Wert abfällt, der höher als die Abbruchsspannung ist, was anderenfalls bei Nichtvorliegen der Diode nicht einträte, da ein relativ festliegender Abfall parallel zu der Diode vorliegt, wenn diese.leitet.

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Bei der Bedarfsart ist jedoch die Entladung größer, wenn der Transistor T6 den Kondensator 57 entlädt. Der Kondensator benötigt folglich im Anschluß an das Feststellen eines spontanen Herzkammerschlages eine längere Zeitspanne um sich auf den Aktivierungspegel aufzuladen als im Anschluß an die Erzeugung eines Herzkaitimerstimulierungsimpulses. Dieser Effekt wird als Hysteresis bezeichnet - die kontinuierliche Schrittmacherfrequenz ist schneller als die Bedarfsfrequenz.

Wenn der Schrittmacher bedarfsgesteuert arbeitet, entlädt sich der Kondensator 57 nahezu vollständig durch den Transistor T6. Da sich der Kondensator von einem anfänglich entladenen Zustand beginnt aufzuladen, wird die Schrittmacherfrequenz nahezu allein durch das Ladepotential Vl und das Bezugspotential V2 bestimmt, deren Verhältnis festgelegt ist. Wenn der Schrittmacher jedoch kontinuierlich betrieben wird, beginnt sich der Kondensator 57 von einem anfänglich höheren Wert aufzuladen, da die Diode 40 eine vollständige Entladung des Kondensators verhindert. Wenn somit der Schrittmacher kontinuierlich betrieben wird, ist die Schrittmacherfrequenz eine Funktion des Ladepotentials Vl, da das effektive Ladepotential gleich Vl abzüglich der anfänglichen Spannung parallel zu dem Kondensator 57 ist. Dem Arzt ist es somit möglich, den Zustand der Batterie durch einfaches Schließen des Schalters S festzustellen, so daß der Schrittmacher kontinuierlich arbeitet. Durch Messen'der Schrittmacherfrequenz ist es möglich, das Ausmaß zu messen, in dem die Batteriespannung verringert worden ist. Somit liefert die Schaltkreisanordnung nicht nur eine Bedarfsfrequenz, die im wesentlichen von der Batteriespannung unabhängig ist, sondern ermöglicht ebenfalls eine Bestimmung des Batteriezustandes durch Schalten des Schrittmachers auf kontinuierlichen Betrieb und die EKG-Zackenform auf einem Oszilloskop zu prüfen.

Die Funktion des Kondensators 50, der parallel zu der Batteriereihe geschaltet ist, besteht in dem Verringern des Quellenwider Standes der Batterien.Der Kondensator 50 schließt die durch

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sie hindurchgehenden AC-Signale kurz, so daß dieselben nicht durch irgendeinen Quellwiderstand angegriffen werden. Der in dem Vorhofimpulsgeberkreis vorgesehene Kondensator 82 dient einem anderen Zweck. Es ist zweckmäßig, die Vorhofelektroden E3 und E 4 von dem Herzkammerschlagfeststellkreis zu isolieren, der an die Elektroden El und E2 über Leiter 9 und 11 gekoppelt ist. Aus diesem Grunde wird der Transformator 80 an erster Stelle angewandt. Um die beiden Schaltkreise soweit wie möglich zu entkoppeln, ist der Kondensator 82 vorgesehen. Es fließt Strom von den Batterien 1-5 durch den Widerstand 90, um den Kondensator aufzuladen. Die Spannung parallel dem Kondensator 82 dient als Speisung für den Transistor T14. Wenn somit ein Vorhofstimulierungsimpuls erzeugt wird und Strom durch den Transistor T14 fließt, wird der Impuls durch den Kondensator 82 kurzgeschlossen und nicht zu den fünf Batterien zurückgekoppelt. In dem Fall, wo der Impuls zu den Batterien zurückgekoppelt wird, kann eine. Spannungsspitze über den Leitern 9 und 11 auftreten und der Herzschlag-Detektor könnte irrtümlicher Weise so arbeiten, als ob ein Herzkammerschlag festgestellt worden ist, anstantt eines erzeugten VorhofStimulierungsimpulses.

Es ist eine Funktion der Schaltung links in der Zeichnung, einen natürlichen Herzschlag (Herzkammerkontraktion) festzustellen, wobei andere unerwünschte Signale ausgeschlossen werden sollen, und daraufhin einen positiven Impuls an die Basis des Transistors TlO zwecks Unterbrechen des Aufladezyklus der Kondensatoren 57 und 58 zu legen.

Der natürliche Herzschlag erzeugt elektrische Signale, die für die Aufeinanderfolge von bestimmten Vorgängen während jedes Herzschlages charakteristisch sind* Ein im normalen oder Sinus-Rhythmus schlagendes Herz erzeugt elektrische Signale, die üblicherweise als P-,Q-,R-,S- und T-Zacken bezeichnet werden.

Es wird allgemein von einschlägigen Fachleuten anerkannt, daß es vorzuziehen ist, den QRS-Komplex eines EKG zwecks Feststellen eines natürlichen Herzschlages von den P- und T-Zacken zu unterscheiden. Bei implantierbaren Schrittmachern

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ist tatsächlich das Elektrogrämm der Zellen in der Nähe der Elektroden wichtig und nicht das Haut-EKG, da der Schrittmacher auf die von den Zellen in der Nähe der Elektroden erzeugten elektrischen Signale anspricht. Das Zell-Elektrogramm ist von dem Haut-EKG beträchtlich unterschiedlich. Das letztere ist nämlich das Integral über sämtliche Zellenelektrogramme , die durch den Herzschlag erzeugt werden. Da die verschiedenen Zellen ihre Signale während jedes Herzschlages zu verschiedenen Zeiten erzeugen, ist das Integral (EKG) in vielerlei Hinsicht von einem einzelnen Zellenelektrogramm unterschiedlich.Jedooh ebenfalls, wie das EKG eine scharf ansteigende R-Zacke zeigt, ist dies auch bei dem Zellenelektrogramm der Fall. Diese scharf ansteigende Zacke des Elektrogramms ist die zuverlässigste Anzeige eines natürlichen Herzschlages. Wenn auch weiter unten auf den QRS-Komplex eines EKG Bezug genommen wird, sollte man beachten, daß für die in das Herz des Patienten implantierten Elektroden der scharf ansteigende Impuls des Zellenelektrogramms von Wichtigkeit ist. Es ist allgemein üblich, sich auf den QRS-Komplex des Elektro-Kardiogramms zu konzentrieren anstatt auf die einzelnen Zellenelektrogramme, hauptsächlich deswegen, weil die R-Zacke in dem EKG überwiegend dem scharf ansteigenden Impuls des Zellenelektrogramms entspricht.

Unter Anwenden der Frequenzanalyse ergibt sich, daß die R-Zacke Frequenzen überwiegend in dem Bereich von 20-30 Hz enthält. Die P und T-Zacken enthalten überwiegend niedrige Frequenzen. Um eine Auslösung des Transistors T6 und TlO durch die P- und T-Zacken zu verhindern, sind verschiedene Filter in der Anordnung vorgesehen, um die Frequenzen unter 20 Hz herauszufiltern. Es hat sich als vorteilhafte erwiesen, zusätzliche Filter vorzusehen, um die Frequenzen über 30 Hz und insbesondere Signale mit 60 Hz herauszufiltern. Derartige Filter sind in dem in der Zeichnung gezeigten Schrittmacher vorgesehen, obgleich sich herausgestellt hat, daß diese Filter bei dem Verhindern der Auslösung der Transistoren T6 und TlO durch 60 Hz-Streusignale nicht voll wirk sam sind.Aus diesem Grunde sind nicht nur verschiedene Filter

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in -den Verstärkerstufen Tl und T2 vorgesehen,, sondern es ist auch ein Impulsfrequenzfilterkreis, bestehend aus den Transistoren T3 und T4, Widerständen 34, 45 und 47 und dem Kondensator 49 vorgesehen, um ein Auslösen der Transistoren T6 und TlO durch 60 Hz Streusignale zu verhindern. Dieser Impulsfrequenzfilterkreis wird weiter unten beschrieb en, nachdem' zunächst der Frequenzfilterkreis berücksichtigt worden ist.

Der Transistor Tl ist normalerweise leitend, wobei die Emitteranschlußklemme des Transistors über den Widerstand 19 und Leiter 9 mit der negativen Klemme der Batterie 1 verbunden ist und die Basis des Transistors über den Widerstand 22 mit einem positiveren Potential an dem Emitter des Transistors T2 verbunden ist. Die von den in das Herz implantierten Elektroden aufgenommenen elektrischen Signale werden über den Kondensator 17 und einen Widerstand 15 in den Basiskreis des Transistors Tl eingekoppelt. Signale beider Polaritäten werden von dem Transistor Tl verstärkt. Der Transistor ist so vorgespannt, daß er in der Betriebsart A arbeitet, da die Polarität jedes festgestellten Signals jeder Art sein kann, in Abhängigkeit von der Weise, in der die Elektroden implantiert worden sind.

Zenerdioden 36 überbrücken die Elektroden El und E2. Es ist möglich, daß sehr hohe Spannungen an den Elektroden auftreten. Wenn z.B. eine Defibrillationseinrichtung angewandt wird, kann eine sehr hohe Spannung an das Herz des Patienten gelegt werden. Um eine Beschädigung der Schrittmacherschaltung auszuschließen, werden große Spannungssignale durch die Zenerdioden kurzgeschlossen. Die Funktion dieser Dioden ist ähnlich derjenigen der Zenerdioden 84.

Die Kondensatoren 17 und 20 und der Widerstand 15 unterstreichen die Stufe in dem Zellenelektrogramm. Diese Elemente bilden ein Differenzierglied, das die Frequenzkomponenten oberhalb etwa 20 Hz unterstreicht. Für derartige Signale entsteht ein erheblicher Spannungsabfall an dem Widerstand

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und das Eingangssignal zum Transistor Tl ist relativ groß. Für Signale geringerer Frequenz ist jedoch der Spannungsabfall an dem Kondensator 17 viel größer, und es wird an den Basis^- Emitter-übergang des Transistors Tl ein kleineres Eingangssignal gelegt.

Der Widerstand 19 und der Kondensator 21 in dem Emitterkreis des Transistors Tl haben ähnliche Funktion. Die Impedanz der Parallelschaltung wächst mit abfallender Frequenz. Die Emitterimpedanz bewirkt eine negative Rückstellung des Transistors, und die Gesamtverstärkung des Transistors fällt daher mit abfallender Frequenz.

Das verstärkte Signal am Kollektor des Transistors Tl wird an den Basis-Emitter-Übergang des Transistors T2 gelegt, wobei dieser Transistor ebenfalls so vorgespannt ist, daß er in der Betriebsart A arbeitet. Der Transistor T2 verstärkt die empfangenen Signale ebenfals. Der Kondensator 25 und der Widerstand 27 in dem Emitterkreis des Transistors T2 haben dieselbe Funktion wie der Widerstand 19 und der Kondensator in dem Emitterkreis des Transistors Tl. Dieses dritte Differenzierglied bewirkt eine weitere Begrenzung der Ansprechempfindlichkeit des Detektorkreises auf niedrige Frequenzen, so daß die P- und T-Zacken und weitere Frequenzen unter 20 Hz Unterdrücktwerden.

Der Widerstand 29 und der Kondensator 23 dienen als Integrator, um die über 30 Hz liegenden Rauschkomponenten hoher Frequenz zu verringern. Je höher die Frequenz ist, desto geringer ist die Impedanz des Kondensators 23, und desto geringer ist die gesamte Kollektorimpedanz des Transistors Tl und desto geringer ist die Verstärkung der Stufe. Der Widerstand 31 und der Kondensator 43 in dem Kollektorkreis des Transistors T2 haben die gleiche Funktion. In der Tat dienen diese vier Elemente dazu, die Frequenzen oberhalb von 60 Hz zu schwächen, und haben sehr geringen Einfluß auf die 60 Hz Signale. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sondert der Impulsfrequenzfilterkreis die Streusignale von 60 Hz von den erwünschten Signalen ab.

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Der Transistor T2 wirkt hauptsächlich als Verstärkerstufe* Derselbe dient jedoch ebenfalls als Vorspannungspotential für den Transistor Tl. Bei typischen Herzschrittmachern bekannter Art wird ain Abgriff an den Batterien 1-5 angewandt, um die Basis des Transistors Tl auf einen Α-Betrieb vorzuspannen. Es ist allgemein bekannt, daß je größer die Anzahl an Batterieabgriffen, um so unzuverlässiger der Schrittmacher ist, da ein Versagen nur einer Batterie ein vollständiges Versagen des gesamten Schrittmachers bedingen kann. Bei der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden keine Batterieabgriffe angewandt. In einem derartigen Fall ist es jedoch.notwendig, ein positives Zwischenpotential zwecks Vorspannen der Basis des Transistors Tl für die Α-Betriebsweise abzuleiten. Dies wird durch Schalten des Widerstandes 22 zwischen den Emitter des Transistors T2 und die Basis des Transistors Tl bewerkstelligt. Das positive Potential an dem Emitter des Transisotrs T2 (gleich dem Spannungsabfall über der Diode und dem Widerstand 27) erstreckt sich durch den Widerstand 22, um den Transistor Tl für eine Α-Betriebsweise vorzuspannen. Diese Gleichstrom-Rückkopplung macht die Notwendigkeit eines Batterieabgriffs überflüssig. Die Diode 24 dient, einfach als eine Koppeldiode; dieselbe erhöht die Spannung an dem Emitter des Transistors T2 durch den Abfall über demselben ohne in die AC-Verstärkung der Stufe einzugreifen.

Es werden AC- oder Wechselstromsignale an dem Kollektor des Transistors T2 durch den Kondensator 41 und Widerstand 30 an die Basis des Transistors T4 gekoppelt. Die gesamte Verstäkkercharakteristik der Stufen Tl und T2 von den Anschlußklemmen El und E2 zu dem Kollektor des Transistors T2 und dem Leiter 9 ist dergestalt, daß Signale in dem 20-30 Hz Bereich in einem größtmöglichen AüsmaJf verstärkt werden. Die Verstärkungskurve fällt sehr schnell unter 20 Hz ab dergestalt, daß die Frequenz-Charakteristika der P- und T-Zacke nicht ausreichend verstärkt werden, um den Transistor T4 abzustimmen. Für

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Frequenzkomponenten oberhalb 30 Hz ist die Verstärkung für 60 Hz Signale nur geringfügig kleiner'als die maximale Verstärkung. Für beträchtlich höhere Signale, z.B. über 150 Hz ist jedoch die Verstärkung gering genug, um einen Fehlbetrieb der Transistoren T3 und T 4 zu verhindern.

Wenn der Transistor T4 ein Signal von angenähert IV benötigt, um leitend zu werden, und die maximale Verstärkung der Stufen Tl und T2 über 50 liegt, ist es offensichtlich, daß Signale von 20 mV in dem Bereich von 20-30 Hz an den Elektroden den Transistor T4 in seinen leitenden Zustand steuern können. Die von dem Herzschlag in der Nähe der Elektroden erzeugten elektrischen Signale enthalten üblicherweise Komponenten von 20-30 Hz oberhalb 20 mV. Die für die P- und T-Zacken charakteristischen Frequenzkomponenten haben nur eine zwei- bis dreimal geringere Amplitude als die für die R-Zacken charakteristischen Komponenten; die Verstärkung der Stufen Tl und T2 in dem Bereich um 5 Hz ist zudem nur ein Bruchteil der maximalen Verstärkung, so daß diese Signale den Transistor T4 nicht in seinen leitfähigen Zustand steuern.

Ein durch den Kondensator 41 und den Widerstand 30 an die Basis des Transistors T4 abgegebener Impuls macht den Transistor leitend. Es ist erforderlich, daß der Transistor immer dann leitet, wenn ein Herzkammerschlag festgestellt wird und dies unabhängig davon, welche Polarität der durch den Kondensator 41 übertragene Impuls aufweist. Wenn der Impuls negativ ist, leitet die Diode 28 nicht. Der Betrieb der Schaltung wird nicht negativ beeinflußt und der negative Impuls an der Basis des Transistors T4 macht den Transistor leitend. In dem Fall eines positiven Impulses, leitet die Diode anstelle des Transistors T4. Zu Abschluß des Impulses jedoch, bildet die Hinterflanke,eine negative Stufe und ,die Diode 28 wird ein Sperrichtung betrieben. Während des positiven Impulses lädt sich der Kondensator 41 durch die Diode 28 auf. Zu Ende dieses Impulses wird der Kondensator 41 durch die Widerstände 26 und 31 entladen. Während sich der Kondensator entlädt, wird ein negatives Potential auf die Basis des

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Transistor Τ4 übertragen und der Transistor leitet. Es spielt somit keine Rolle", welche Polarität das festgestellte Signal aufweist, der Transistor T4 schaltet sich immer dann ein, wenn ein Herzkammerschlag festgestellt wird. Das Anschalten des Transistors T4 steuert die Entladung der Kondensatoren 57 und 58. Es ist zu beachten, daß bei geschlossenem Schalter S der Herzschrittmacher in kontinuierlicher Weise betrieben wird, da alle Impulse an dem Kollektor des Transistors T-2 durch den Schalter kurzgeschlossen sind und den Basis-Emitter^Anschluß des Transistors^T4 überbrücken. Somit ergibt sich, daß sich die Transistoren T6 und TlO nicht anschalten, um die entsprechenden Kondensatoren 57 und 58 zu entladen, und sich die zwei Kondensatoren durch entsprechende Transistoren T7 und T8 sowie -TIl und T12 entladen.

Der Transistor T4 ist normalerweise nichtleitend. Wenn jedoch ein negatives Signal durch den Kondensator 41 übertragen wird, schaltet sich der Transistor ein und der Strom fließt von der Batterie 5 durch den Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors, den Widerstand 45 und die Parallelkombination des Kondensators 49 und der Widerstände 34 und 47. Der Kondensator wird auf eine maximale Spannung aufgeladen, . die durch die Batterien 1-5, den Abfall an dem Transistor T4 und die Widerstände 45, 34 und 47 bestimmt wird. Wenn man berücksichtigt, daß der Emitter-Kollektbr-Kreis des Transistors eine vernachlässigbare Impedanz aufweist, wird der Ladestrom ducch die Größe der Batterien, die Größe der Elemente 34, 45, 47 und 49 bestimmt sowie die Wirkung des Feldeffekttransistors T3. Die Größe der negativen Eingangssignale spielt keine Rolle. Solange das Signal über dem für das Steuern der Leitung des Transistors T4 liegenden Schwellenwert liegt, wird ein Stromimpuls abgegeben, der für eine ausreichende Größe zum Laden des Kondensators 49 dient.

Jeder Stromimpuls veranlaßt den Kondensator 49 sich aufzuladen und Strom fließt durch den Widerstand 45 und den Kondensator. Ein Anteil des Stroms fließt durch die Widerstände

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34 und 47, jedoch lädt sich der Kondensator 49 auf ein maximales durch die Spannungsquelle, die Widerstände 34, und 47 und Transistor T3 bestimmtes Potential auf). Wenn der Impuls aufhört, beginnt sich der Kondensator 49 durch die Widerstände 34 und 47 und den Transistor T3 zu entladen. Unter der Annahme, daß jeder Ladeimpuls ausreichend zum Laden des Kondensators 49 auf das höchstmögliche Maß ist, beginnt sich nach Aufhören des Impulses der Kondensator 49 von einem maximalen Wert zu entladen. Wenn sich der Kondensator zu dem Zeitpunkt vollständig entladen hat, zu dem ein nächster Ladeimpuls gegeben wird, wird sich der Kondensator sodann auf die maximale Spannung aufladen, und sich sodann wieder vollständig entladen. Das Potential parallel zu dem Kondensator 49 ist durhh den Kondensator 53 zu der Basis des Transistors T6 und durch den Kondensator 54 zu der Basis des Transistors TlO durch Wechselstrom gekoppelt. Jeder Aufladeimpuls erhöht die Spannung parallel zu dem Kondensator 49 von null auf eine maximale Spannung. Der positive Schritt ist ausreichend, um die Transistoren T6 und TlO in ihren Leitungszustand zu steuern, wodurch sich die Kondensatoren 57 und 58 entladen und die nächsten Impulse verhindern, die andererseits erzeugt worden wären.

Es seien nun Aufladeimpulse betrachtet, die mit einer höheren Wiederholungsfrequenz auftreten, z.B. mit einer Frequenz von 72 pro Minute, was bei natürlichen Herzschlägen erwartet werden kann. Jeder Aufladeimpuls lädt den Kondensator 59 auf seine maximale Spannung auf. Der Kondensator beginnt sodann sich über den Widerstand zu entladen, bevor jedoch diese Entladung abgeschlossen ist, tritt ein weiterer Aufladeimpuls auf. Der Kondensator lädt sich sofort auf die Maximalspannung auf und beginnt sich sodann wieder zu entladen. Der Kondensator entlädt sich nie vollständig, aber die an ihm anliegende minimale Spannung (nämlich am Ende des Entladungszyklus, wenn der nächste Aufladeimpuls empfangen wird) ist niedrig genug, so daß der Anstieg der

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Kondensatorspannung beim Auftreten jedes Aufladeimpulses noch ausreicht, um die Transistoren T6 und TlO in ihren Leitungszustand zu versetzen. Somit bewirkt jeder Aufladeimpuls, der von einem natürlichen Herzschlag herrührt, eine Löschung beider Taktschaltungen.

Es wird nun die Einwirkung von Signalen von 60 Hz auf die Schaltung betrachtet. Wenn der Basis des Transistors T3 ein Streusignal von 60 Hz zugeführt wird, leitet der Transistor 120 mal/sek.. Dettmzufolge werden dem Kondensator 49 mit einer Frequenz von 120 pro Sekunde Aufladeimpulse zugeführt. Diese Frequenz ist beträchtlich größer als 72 pro Minute. Jeder Impuls lädt den Kondensator 49 vollständig auf und der nächste Impuls wird geliefert, bevor der Kondensator in die tage versetzt worden ist, sich in merklichem Ausmaß zu entladen. Obwohl jeder Impuls den Kondensator vollständig auflädt, ist der hieraus resultierende Anstieg der Kondensatorspannung vernachlässigbar, weil die Kondensatorspannung nie wesentlich unterdie maximale Spannung abfällt. Demzufolge werden Spannungsschri£te vernachlässigbarer Amplitude über die Kondensatoren 53 und 54 zu der Basis des Transistors T6 und der Basis des Transistors TlO geführt. Jeder Transistor benötigt für seinen Leitungszustand ein Signal von angenähert 0,5 V und die durch,die Kondensatoren 53 und 54 gelieferten Spannungsschritte sind wesentlich unterhalb dieser Werte aufgrund dessen, daß die unipolaren Impulse von dem Transistor T4 mit einer Frequenz von 120 pro Sekunde auftreten.

Eine Aktivierung des Transistors T3 mit einer Frequenz über , 40 pro Sekunde (entsprechend einem Impulsabstand von25 msek) ist ausreichend, um eine merkliche Entladung des Kondensators 49 und ein Auslösen der Transistoren T6 und TlO zu verhindern. Es ergibt sich somit _h daß, sollten Signale von 60 Hz oder Signale mit höherer Frequenz auftreten, in der Schaltung Spannungsschritte durch die Kondensatoren 53 und 54 geführt werden, deren Größe nicht ausreicht, die Transistoren T6 und TlO auszulösen. Die Transistoren T6 und TlO

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bleiben nichtleitend und der Schrittmacher arbeitet sodann in seiner freilaufenden Betriebsart.Selbst wenn zu dieser Zeit natürliche Herzschläge auftreten, haben diese keine Wirkung.Jeder natürliche Herzschlag führt zu einem an den Kondensator 49 abgegebenen Aufladeimpuls, dieser bleibt aber wirkungslos, da sich der Kondensator ständig fast auf seinem Maximalwert befindet. Nur bei Nichtvorliegen unerwünschter hoher Frequenzen, ist der Kondensator in der Lage, sich vor dem Zuführen eines von einem natürlichen Herzschlag herrührenden Stromimpulses zu entladen. Nur dann führt jeder natürliche Herzschlag zu dem Leiten der Transistoren T6 und TlO und dem Löschen der Taktschaltungen. Hinsichtlich seiser Wirkungsweise kann der Kondensator 49 und die zugeordneten Elemente als ein Schalter großer Trägheit gedacht sein. Dieser Schalter kann nicht auf Schläge oberhalb einer Rate von 40 pro Sekunde ansprechen. Jedes Wiederholungssignal oberhalb 4o pro Seunde ist nicht dazu in der Lage, die Schaltungen zur Erzeugung des Impulses zu sperren.

Natürlich arbeitet während der Zeit, während der 60 Hz Streusignale oder andere unerwünschte Signale auftreten, der Schrittmacher in seiner freilaufenden Betriebsart zusammen mit dem natürlichen Herzschlag des Patienten. Dies kann unvorteilhaft sein, ist jedoch wesentlich besser, als wenn der Schrittmacher völlig ausfallen würde - eine tödliche Gefahr, wenn gerade zu dieser Zeit das Herz des Patienten aufhört zu arbeiten.

Dort, wo der Transistor T3 in Fortfall kommt, hängt das Ausmaß der Entladung des Kondensators 49 von der Speisespannung ab. Dies deshalb, weil sich der Kondensator anfänglich auf einen Wert auflädt, der proportional der Größe der Stromquelle ist und sich sodann exponential enthlädt. Da die prozentuale Entladung eines Kondensators in einer RC-Schaltung nur eine Funktion der Zeit darstellt, wird

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sich die anfängliche Spannung an dem Kondensator nicht, sondern das Ausmaß der Entladung mit der Batteriespannung ändern. Da die Speisespannung mit dem Alter abnimmt, wird sich der Kondensator in jedem gegebenen Zeitintervall zu einem geringeren Maß entladen. Dies führt andererseits zu einer Abnahme der Abschaltfrequenz der Rauschimpulse, die den Schrittmacher automatisch auf seine kontinuierliche Betriebsart umschalten. Das Vorsehen des Transistors T3 stellt sicher, daß der Kondensator 54 sich jeweils auf das gleiche Maß in jedem gegebenen Zeitintervall entlädt, unabhängig von der Größe der Spannungsquelle.

Der Widerstand 47, der zwischen das Tor und den Abfluß des Feldeffekttransistors T3 geschaltet ist, führt zu einer negativen Rückkopplung des Transistors. Je größer der Stromflüß durch die Widerstände 34 und 47 ist,, um so geringer ist der Stromfluß durch den Transistor. Wenn sich demzufolge der Kondensator 54 auf eine hohe Spannung auflädt und ein großer Stromfluß durch die Widerstände 34 und 47 erfolgt, wenn sich der Kondensator entlädt, fließt weniger Strom von dem Kondensator durch den Transistor T3. Wenn andererseits der Kondensator 54 sich auf einen geringen Wert auflädt, fließt bei dessen Entladung weniger Strom durch die Widerstände 34 und 47 und demzufolge fließt mehr Entladungs-.strom von dem Kondensator durch den Transistor T3. Es liegen zwei Entladungswege vor - einer durch die Widerstände 34 und 47 und der andere durch den Transistor T3 und den Widerstand 47. Die beiden Widerstände und der Transistor dienen dazu, den gesamten Entladungsstrom unabhängig von der anfänglicen Spannung an dem Kondensator 54 relativ konstant zu halten. Somit ist die Frequenz der Spannungsänderung parallel zu dem Kondensator während des Entladezyklus konstant und unabhängig von der. anfänglichen Batteriespannung. Dies umfaßt andererseits, daß der Spannungsabfall an dem Kondensator als eine Funktion der Zeit unabhängig von der

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anfänglichen Kondensatorspannung ist, d.h. der Größe des Quel3enpotentials. Das Vorsehen des Transistors T3 stellt somit sicher, daß die Abschaltfrequenz, die das automatische Schalten des Schrittmachers in seine kontinuierliche Betriebsart bedingt, stabilisiert wird und von der Quellenspannung unabhängig gemacht wird.

Während sher hochfrequente Signale auf den Kondensator 49 die gleiche Wirkung haben, wie Signale von 60 Hz, gibt es eine Signalart, die durch die fehlende Entladung des Kondensators 49 nicht daran gehindert werden kann, die Transistoren T6 und TlO falsch zu steuern. Speziell können einzelne Impulse sehr enger Breite den Transistor T3 in den Leitungszustand versetzen und bewirken, daß ein Aufladeimpuls an den Kondensator 49 abgegeben wird. Wenn der Kondensator 49 zu dieser Zeit entladen ist (wie es allgemein am Ende jedes Zyklus der Fall ist), kann der positive Spannungsschritt parallel zu dem Kondensator 49 eine fälschliche Auslösung der Transistoren T6 und TlO bewirken. Um diese Möglichkeit auszuschließen, ist der Widerstand 45 vorgesehen. Obwohl jeder Aufladeimpuls einen schnellen Anstieg der Spannung an dem Kondensator 49 erzeugt, ist dieeer Anstieg jedoch keine perfekte Treppenfunktion, da der Widerstand 45 die Zeitkonstante der Aufladung erhöht. Bei einem sehr schmalen Impuls endet der Imttpuls zu der Zeit, zu der der Kondensator 49 gerade merklich begonnen hat, sich aufzuladen, Somit läßt sich der Kondensator 49 nicht ausreichend aufladen, um die Transistoren T6 und 110 auszulösen.

Die Transistoren Tl und T2 haben eine andere Funktion als die Transistoren T3 und T4. Die ersten beiden Transistoren dienen zusammen mit den mit ihnen verbundenen Differenzier- und Integriergliedern als Frequenzfilterkreis. Höhere Frequenzen werden zwar etwas geschwächt, wichtig ist jedoch vor allem die Schwächung der niedrigeren Frequenzen unter

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20 Hz. Durch die Schwächung dieser Signalfrequenzen und Unterscheiden zwischen den unterschiedlichen Zacken des Herzmuskelsignals ist es möglich, ein Auslösen der Transistoren T6 und TlO durch die P- und T-Zacken zu verhindern. Obgleich der Frequenzfilterkreis Signale unter 20 Hz schwächt, ist dies jedoch nicht mit Herzschlägen einer Rate von 72 pro Minuate zu verwechseln. Es ist gerade die Hervorhebung der Signalfrequenzen in dem Bereich von 20-30 Hz, die sicherstellt, daß Herzschläge mit einer Rate von 72 pro Minute an der Basis des Transistors T3 auftreten als ein Ergebnis der R-Zacken unter Ausschluß anderer Signale. Soweit es die durch den Kondensator 41 gesendeten Signale anbelangt, ist es bequemer, die Wirkungsweise des Schrittmachers unter Betrachtung der Anregungsraten zu analysieren. Die Frequenzkomponenten irgendeines Signals, sind, sobald das Signal durch de Kondensator 41 gelangt ist, nicht bestimmend. Von diesem Zeitpunkt an liegt die wesentliche Bedeutung in der Anzahl der Anregungen des Transistors T3 während einer vorgegebenen Zeitspanne. Es ist der Impulsratenfilterkreis, der eine Ausschaltung der Herzschrittmacherstimuli durch auftretende Sinusstörwellen oder andere Störsignale verhindert, die mit einer Rate auftreten, die größer als der Minimalwert ist. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Schrittmacher wird eine Störung durch alle Signale verhindert, die mit einer Rate von größer als 40 pro Sekunde auftreten.

Es ist möglich, daß das Signal an den Elektroden El und E2, das von der Erzeugung eines VorhofStimulierungsimpulses herrührt, groß genug ist, um nach der Verstärkung»den Transistor T4 zum Leiten zu bringen. In diesem Fall würde der Spannungsanstieg an dem Kondensator 49 bewirken, daß der Transistor T6 sich anschaltet und die Kammertaktschaltung gelöscht wird. Aus diesem Grunde ist es wichtig, die Wahrscheinlichkeit eines falschen Auslesens des Transistors T6 herabzusetzen.

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Der kurz dauernde (2 msek) VorhofStimulationsimpuls bewirkt zwar, daß der Transistor T4 leitend wird, bewirkt aber, daß sich der Transistor lediglich 2 Milisekunden anschaltet. Dieser kurz dauernde Impuls ist ähnlich einer RF-Spitze für deren Schwächung der Widerstand 45 vorgesehen ist. Der Widerstand 45 liegt in der Schaltung vor, so daß sich der Kondensator 49 bezüglich der Breite der RF-Spitze langsam auflädt. Nur eine relativ breite Spannungsspttze, so wie die, die beim Empfang eines QRS-Signals an den Elektroden El und E2 auftritt, führt zu einer Aufladung des Kondensators auf einen ausreichenden Wert zum Auslösen des Transistors T6. Um die Möglichkeit weiter herabzusetzen, daß eine bei der Erzeugung eines Vorhofstimulierungsimpulses auftretende Spannungspitze den Kondensator auf einen zur Auslösung des Transistors T6 ausreichenden Wert auflädt, kann der Wert des Widerstandes 45 vergrößert werden. Mit einem ausreichend großen Widestand kann verhindert werden, daß sich der Kondensator 49 zum Auslösen des Transistors von einem 2 rasek.-Spitze ausreichend auflädt. (Wenn der Widerstand 45 zu groß ist führt sogar eine von dem Feststellen eines QRS-Signals herrührende Spannungsspitze nicht zum Aufladen des Kondensators 49 in einem ausreichenden Maß, um den Transistor T5 auszulösen. Dies beruht auf der Tatsache, daß bei einem großen Widerstand 45 ein kleiner Strom für das Aufladen des Kondensators 49 fließt.Selbst eine von dem Auftreten feines QRS-Signals herrührende Spitze kann den !Kondensator 49 nicht ausreichend aufladen, um den Tranfeistor T6 auszulösen, wenn der Widerstand 45 zu groß ausgelegt ist).

Wie weiter oben beschreben, besteht ein wichtiges erfindungsgemäßes Merkmal darin, daß, selbst bei Betrieb des Schrittmachers in kontinuierlicher Betriebsweise, jedes Erzeugen eines Herzkammerstimulierungsimpulses zu einem Löschen des Vorhoftaktschaltung führt. Wenn ein Herzkammerstimulierungsimpuls erzeugt wird, entlädt sich der Konden-

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sator 57 durch den Transistor T7 und T8. Zu diesem Zeitpunkt leiten diese beiden Transistoren Strom von der Speisequelle, Strom fließt durch das Potentiometer 34, die zwei Transistoren, die Diode 40 und die Widerstände 61 und 63.· Es ist der Spannungsanstieg an dem Anschluß der Wiederstände 61 und6 3, der zu einem Anschalten des Transistors T9 führt. Der erhöhte Stromfluß führt ebenfals zu einem Spannungsan-. stieg des Emitters des Transistors T8. Der positive Impuls erstreckt sich durch die Diode 36 und den Widerstand 38 zu der Basis des Transistors TlO. Infolgedessen entlädt sich der Kondensator 58 durch den Transistor TlO genau wie es erfolgt, wenn der Herzkammerschlag-Feststellkreis einen ■ spontanen Herzschlag feststellt. Wenn somit der Schrittmacher in kontinuierlicher Betriebsart arbeitet, entladen sich beide Kondensatoren 57 und 58, wenn ein Herzkammerstimulierungsimpuls erzeugt wird. Der Kondensator 57 entlädt sich durch die Transistoren T7 und T8 unter Steuern der Impulserzeugung in dem ersteren, und der Kondensator 58 entlädt sich durch den TransistorTIO in der Weise, wie es erfolgt, wenn ein Herzkammerschlag (spontan oder ■; stimuliert) festgestellt wird.

Es ist zu beachten, daß wenn immer der Transistor T4 leitet und ein positiver Impuls durch den Kondensator 53 abgegeben wird, nicht nur die Spannung an der Basis des Transistors T6 ansteigt, sondern auch die Spannung an der Basis des Transistors T9, da der Impuls an der Basis des Tran⁴-sistors T6 parallel zu den Widerständen 55, 61 und 63 abgegeben wird und die Basis des Transistors T9 mit dem Anschluß der Widerstände 61 und 63 gekoppelt wird. Wenn natürlich ein Herzkammerschlag festgestellt wird und sich der Transistor T6 zwecks Steuern des Entladens des Kondensators 57 anschaltet, sollte kein Herzkammerstimulierungsimpuls erzeugt werden. Um ein Leiten des Transistors T9 zu diesem Zeitpunkt zuverhindern, ist der Widerstand 32

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vorgesehen. Der Widerstand schwächt die Stärke des durch den Kondensator 53 übertragenen Impulses auf einen Wert, der ausreichend ist, um den Transistor T6 einzuschalten, jedoch nicht ausreichend ist, um den Transistor T9 anzuschalten. In ähnlicher Weise ist der Widerstand 89 vorgesehen, so daß der durch den Kondensator 54 an die Basis des Transistors TlO abgegebene Impuls ausreichend groß ist, um den Transistor TlO anzuschalten und den Kondensator 58 zu entladen, jedoch nicht ausreichend ist, um den Transistor Tl4 anzuschalten, obgleich der Impuls an die Basis des Transistors durch Widerstände 56, 64, 66 abgegeben wird.

Es ist ebenfalls zu beachten, daß der Zweck des durch den Kondensator 54 übertragenen Impulses darin liegt, den Transistor TlO anzuschalten. Bei Nichtvorliegen der Diode 36 kann der Strom durch den Widerstand 38, die Diode 40 und Widerstände 61 und 63 fließen. Dies würde eine Schwächung der Impulsstärke bedingen, der an die Basis des Transistors TlO abgegeben wird. Die Diode 36 dient Isolationszwecken. Wenn ein Impuls durch den Kondensator an die Basis des Transistors TlO abgegeben wird, wird kein Strom durch den Widerstand 38 abgeleitet. Die Diode 36 ermöglicht ein Leiten der Transistoren T7 und T8, um einen Impuls an die Basis des Transistors TlO anzulegen, umd die Entladung des Kondensators 58 zu steuern, ohne daß eine Schwächung eines Impulses eintritt, der zu dem gleichen Zweck durch den Kondensator 54 übertragen wird.

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Claims (11)

Patentansprüche

1.JVorhof- und Herzkammer-Schrittmacher, g e k e η η ζ e i c h-

e t , durch Herzkammerelektroden (El -,JE 2) und Vorhof elektroden (E3,E4)", Anordnungen zum Zuführen eines Herzkammerstimulierungsimpulses zu den Elektroden ΪΕ1,Ε2) am Ende einer ersten Taktperiode, Anordnungen zum Zuführen eines Vorhofstimulierungsimpulses zu den Elektroden (E3,E4) am Ende einer zweiten Taktperiode _r einen Detektorkreis zum Fes.tellen eines Herzschlages des Patienten, dter darauf anspricht und die ersten und zweite Taktperiode erneut ingangsetzt, und einen zweiten Schaltkreis, der auf den Betrieb des Herzkammer-' Impulsgebers zwecks erneutem Ingangsetzen der ersten und zweiten Taktperioden anspricht. .

2. Schrittmacher nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß derselbe eine Spannungsquelle aufweist, die mit den Vorhof- und Herzkammer-Impulsgebern verbunden ist und wenigstens einen derselben erregt, wobei die Impulsgeber einen aufladekreis mit einem Kondensator und Anordnungen zum Aufladen des Kondensators von der Spannungsquelle aufweisen, Elemente zum Ableiten eines Bezugspotentials, Schaltungen zum Steuern des Lieferns eines Impulses an die entsprechenden Elektroden * vorgesehen sind, wenn die Spannung parallel zu dem" Kondensator den Bezugswert erreicht _r weiterhin Mittel zum Verändern des Bezugswertes in Übereinstimmung mit dem Potential der Spannungsquelle dergestalt vorliegen, daß sich der Kondensator von einem anfänglichen Wert auf das Bezugspotential in einer Zeitspanne auflädt, die praktisch unabhängig von dem Potential der Spannungsquelle ist.

3. Schrittmacher nach Anspruch .2, dadurch g e kenn zeichnet , daß die das Bezugswert verändernden Mittel dergestalt wirken, daß das Verhältnis des Potentials der Spannungsquelle zu der Größe des Bezugswertes praktisch

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konstant gehalten wird unabhängig von dem Potential der Spannungsquelle.

4. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle zwei Anschlüsse aufweist, die Detektorkreise eine erste Verstärkerstufe, die mit den Elektroden (E1,E2) gekoppelt ist, eine zweite Verstärkerstufe, die das Ausgangssignal der ersten Verstärkerstufe verstärkt umfaßt, Erregerkreise sowohl für die erste als auch die zweite Verstärkerstufe von den zwei Anschlußklemmen vorliegen und Mittel zum Ableiten einer Vorspannung für die erste Verstärkerstufe von der zweiten Verstärkerstufe vorgesehen sind.

5. Schrittmacher nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h ne t, daß die erste Anordnung zum Wiederingangsetzen Kondensatoren, Mittel zum Aufladen der Kondensatoren auf den ursprünglichen Wert aufweist, die auf den Betrieb des Detektorkreises ansprechen, Mittel zum Entladen der Kondensatoren im Anschluß an das Aufladen derselben, Mittel, die auf eine stufenweise Zunahme der Spannung über dem Kondensator ansprechen, die einen vorherbestimmten Wert überschreitet, wenn der Kondensator durch die Aufladekreise zum Betrieb der ersten Mittel zum Wiederingangsetzen aufgeladen wird und eine Anordnung zum Steuern der Entladungskreise zwecks Entladen des Kondensators mit einer Rate, die von dem anfänglichen Wert unabhängig ist,

6. Schrittmacher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die die Entladung steuernde Anordnung Mittel aufweist, die einen praktisch konstanten Entladungsfluß von dem Kondensator bedingen.

7. Schrittmacher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Elemente vorgesehen sind, die auf die Beendigung der ersten Taktperiode zwecks erneutem Ingangsetzen der zweiten Taktperiode ansprechen.

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8. Schrittmacher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch geke η η ζ e i chnet, daß die erste Einrichtung zum Wiedereingangsetzen der Kondensatoren Aufladeelemente zum Aufladen der Kondensatoren auf einen anfänglichen Wert aufweist, die auf die Detektorkreise ansprechen/ Mittel zum Entladen des Kondensatoren im Anschluß an die Aufladung derselben, sowie Elemente, die auf die stufenweise Zunahme der Spannung über dem Kondensator ansprechen vorgesehen sind, die einen vorherbestimmten Wert überschreitet, wenn der Kondensator durch die Aufladeanordnung zwecks Ingangsetzen der ersten Anordnung aufgeladen wird, Steuermittel für die Entladungselemente vorliegen, um den Kondensator mit einer Rate zu entladen, die unabhängig von dem anfänglichen Wert ist.

9. Schrittmacher nach Anspruch 8, dadurch ge k e η η ζ e i ch net, daß die die Entladung steuernden Elemente eine Anordnung umfassen, die einen praktisch konstanten Entladungsfluß durch die Kondensatoren bedingt. .

10. Taktschaltung für einen Herzschrittmacher, gekennzeichnet durch eine Spannungsquelle, einen Aufladekreis mit Kondensator und Elementen für das Aufladen des Kondensators von einer Spannungsquelle aus, Mitteln für das Ableiten eines Bezugspotentials, Detektormitteln für das Feststellen des Endes eines vorherbestimmten Zeitintervalls, wenn die Spannung über dem Kondensator einen Bezugswert erreicht, und Anordnungen für das Verändern des Bezugswertes in Übereinstimmung mittt der Spannungsquelle dergestalt vorgesehen sind, daß der Kondensator sich von einem anfänglichen Wert auf den Bezugswert in einer'Zeitspanne auflädt, die praktisch unabhängig von dem Potential der Spannungsquelle ist.

11. Taktschaltung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η ζ e i ch η et, daß die das Bezugspotential verändernden Mittel dergestalt wirken, daß das Verhältnis des Potentials der Äpannungsquelle zu der Größe des Bezugswertes praktisch konstant gehalten wird unabhängig von dem Potential der Spannungsquelle.

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