DE2602252C2 - Herzschrittmacherschaltung mit ausgangsseitiger Schutzschaltung - Google Patents
Herzschrittmacherschaltung mit ausgangsseitiger SchutzschaltungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Herzschrittmacherschaftung mit einem Impulsgenerator zum Erzeugen eines
Steuersignals mit einer Wiederholfrequenz entsprechend der gewünschten Reizrate des Herzens des Patienten
und einer Ausgangsschaltstufe, die auf das Steuersignal ansprechend einen Herzreiz-Ausgangsimpuls liefert, der
über zwei Leitungen an das Herz des Patienten geht.
Solche Herzschrittmacherschaltungen werden benutzt, um dem Herzen elektrische Reize derart zuzuführen,
daß es sich in einem gewünschten Takt in der Größenordnung von 72 Schlagen pro Minute kontrahiert. Sie
können in den menschlichen Körper implantiert werden und dort über ausgedehnte Zeiträume hinweg arbeiten.
Typischerweise werden solche Schrittmacher im pektoralen oder abdominalen Bereich implantiert, wobei in
diesem Bereich ein Einschnitt ausgeführt und der Schrittmacher zusammen mit seiner inter :n Stromversorgung
in den Körper des Patienten eingebracht wird.
F i g. 1 zeigt den Ausgangsteil einer aus der medizinischen Praxis bekannten Herzschrittmacherschaltung. Die
Ausgangsschaltstufe weist einen Transistor Q' 12 auf, der in einem Takt entsprechend der gewünschten Anregung
des Herzens des Patienten, beispielsweise 72 Schlägen pro Minute, und für eine zur Anregung des Herzens
ausreichende Zeitdauer periodisch auf- und zugesteuert wird. Basis und Kollektor des Transistors sind mit einem
Vorspannwiderstand R' 19 bzw. mit einem Kondensator C'8 und einem Ladewidersland /?'2O verbunden. Das
Ausgangssignal wird von dem Kollektor des Transistors Q'Yl über den Kondensator C"S ausgekoppelt. Eine
Zenerdiode CR' 10 ist parallel zum Ausgang der Schaltungsanordnung gelegt, um für einen Deribrilhitionsschut/
zu sorgen. Beim normalen Arbeiten des Herzens wird eine elektrische Ladung an dem Muskelgewebe des
Herzens aufgebaut, d. h. es erfolgt eine Polarisation. Anschließend findet eine Entladung, d, h, eine Dcpoliiris.iltion,
statt. Während eines Flimmerns gehen Depolarisationen von zahlreichen Stellen aus. die miteinander in
Wechselwirkung treten. Das Herz nimmt eine willkürliche Bewegung an. Wenn überhaupt, wird nur sehr wenig
Blut in dem Arteriensystem des Patienten umgewälzt. Um die normale Herztätigkeit wieder einzuleiten, wird an
das Herz des Patienten ein Defibrillationsimpuls von verhältnismäßig großer Amplitude angelegt. Typischer», eise
wird ein Elektrodenpaar auf beide Seiten des Brustkorbs des Patienten aufgelegt, wodurch der Dcfibrilla-
b5 tionsimpuls dem Herzen zugeführt wird, um das normale rhythmische Arbeiten des Herzens wieder beginnen /u
lassen. Der Defibrillationsimpuls hat. gesehen vom Ausgangsteil der Herzschrittmacherschaltung aus. eine
Amplitude in der Größenordnung von 1500 V. Es ist zu befürchten, daß eine derart hohe Spannung die Schaltungselemente
der Schaltungsanordnung beschädigt oder zerstört, falls nicht für einen entsprechenden Schul/
gesorgt ist. Um dies zu verhindern, wird in den Ausgangskreis die Zenerdiode CR' 10 gelegt. Auf diese Weise
wird die der Schrittmacherschaltung zugeführte Spannung auf einen sicheren Wert, beispielsweise auf 8 V,
begrenzt.
Bei dem für das Implantieren oder Herausnehmen des Herzschrittmachers in den bzw. aus dem Körper des
Patienten benutzten chirurgischen Eingriff kann der für die Schrittmachertasche ausgeführte Einschnitt kauterisiert
werden, um die die Tasche umgebenden kleinen Blutgefäße zu verschließen. F i g. 2 zeigt einen Patienten
mit implantiertem Herzschrittmacher 10, wobei eine Kauterelektrode 12 verwendet wird, um den Sehrittmachcrcinschnitt
zu kautcrisieren. Typischerweisc wird der Elektrode 12 mittels einer Kauterisaiionseinheit, beispielsweise
einer Bovie Electrosurgical Unit, ein elektrisches Signal zugeführt, wie es in Fi g.3A dargestell,* ist.
Das Hochfrequenzsignal hat eine gedämpfte Wellenform. Unter dem Begriff »gedämpft« soll dabei verstanden
werden, daß der Strom in Form von Impulsen zugeführt wird, die mit einer Höchstamplitude beginnen und deren
Amplitude logarithmisch absinkt. Diese Impulsgruppen werden als Wellenzüge bezeichnet; die Anzahl dieser
WellerRüge je Sekunde stellt die Wellenzugfrequenz dar. Die Rate, mit der die Impulse innerhalb jedes Wellenzuges
auftreten (d. h. die Anzahl der Impulse je Sekunde) bildet die Frequenz der Einheit, die beispielsweise
zwischcn 500 und 800 kHz liegt. In der folgenden Tabelle sind die Werte für verschiedene Eigenschaften der is
beiden Orundströme zusammengestellt. Bei diesen Werten handelt es sich um Näherungswerte; sie sind jedoch
charakteristisch für die übliche Praxis.
Strom | Schwingungsfrequenz | Wellenzugfrequenz | bpitzen- ausgangsspannung (unbelastet) |
rmx. Ausgangs leistung |
Schneiden Koagulieren |
500-80OkHz 500-80OkHz |
30 000-50 000/s 10 000-15 000/s |
3 000-3 500 V 5 000-7 500 V |
250W 150W |
Il Wie id F i g. 2 dargestellt ist, wird zwischen der Kauterelektrode oder Zange 12 und einer an das Gesäß des
ffi Patienten angelegten Kautermasseplatte 16 ein elektrisches Feld IP ausgebildet. F i g. 2 läßt erkennen, daß der
Ii künstliche Herzschrittmacher 10 und seine Elektrode 14 im Bereich des Feldes 18 liegen. Dadurch wird leicht ein
;S Signal im Ausgangsteil der Herzschrittmacherschalti/ng induziert.
; Aus Versuchen mit Hunden ist es bekannt, daß ernste Probleme nicht notwendigerweise auftreten, wenn
Y dieses elektrische Kauterisationsfeld den Impulsgenerator für eine kurze Zeitdauer sperrt, daß mit solchen
y-§ Problemen aber gerechnet werden muß, wenn in den Ausgangsteil der Herzimpulsgeneratorschaltung gewisse
'ß externe Signale induziert werden. Im Verlauf weiterer Experimente ergab sich, daß dann, wenn eine unsymme-
;:' irische Wellenform, wie sie beispielsweise in F i g. 3B dargestellt ist, in den Ausgangsteil der Herzschrittmacher-
j. schaltung entsprechend F i g. 1 induziert und über die Schrittmacherelektroden dem Herzen zugeführt wird, ein
j Herzflimmern ausgelöst werden kann.
Das i'-n Ausgangsteil der Herzschrittmacherschaltung durch das auf die Kauterisation zurückzuführende
starke Feld induzierte Signal wird von der Zenerdiode CR' 10 gleichgerichtet, so daß die in F i g. 3B veranschaulichte
unsymmetrische Welle entsteht. Die durchgeführten Versuche lassen erkennen, daß unsymmetrische
;;■ Wellenlormen wesentlich stärker als symmetrische Wellenformen in der Lage sind, das Herz anzuregen und
;·■ dadurch ein Herzflimmern auszulösen, wodurch die normale rhythmische Polarisation und Depolarization des
Herzens unterbrochen wird und das Herz in verhältnismäßig unkontrollierter Weise zu vibrieren beginnt.
Wählend de«, normalen Arbeitens des Herzens wird eine negative Ladung auf der Außenwand der Herzmuskelzellen
ausgebildet, während es innerhalb der Zeilen zur Ausbildung einer positiven Ladung kommt. Wenn
dann eine spontane Depolarisation auftritt und die positiven und negativen Ladungen sich aufeinander zu zu
bewegen scheinen, kontrahieren die Herzzeüen rasch. Die Polarisation verschwindet. Die Zellen expandieren
und werden langsamer repolarisiert. Die Koordination der rhythmischen Polarisation und Depolarisation der
Herzmuskelzellen wird durch die eigenen Schrittmacherzellen des Herzens bewirkt; das Herz pumpt dann in
rhythmischer Weise Blut durch das Arteriensystem. Obwohl der Mechanismus, der das Herz zu flimmern
vc-ninlalit. nicht vollständig verstanden wird, ist es möglich, daß ein Zusammentreffen zwischen der oben
erläuterten unsymmetrischen Welle und der Repolarisatbn vier Herzmuskelzellen besonders geeignet ist, das
I lerz zum Flimmern zu veranlassen.
Die oben beschriebenen Kauterisationsvorgärige können besonders leicht unsymmetrische Signale in der
Ausgangsschaltung von unipolaren Herzschrittmachern induzieren. Derartige Schrittmacher weisen eine erste
oder Reizelektrode auf, die über eine Vene in die Herzkammer des Patienten eingeführt ist, sowie eine zweite
oder indifferente Elektrode, die sich benachbart dem Schrittmacher befindet. Während des Implantierens oder
des Hciausnehmens eines Schrittmachers kann die Kauterelektrode an die Schnittstelle angelegt werden, die zu
der Schrittmachertasche des Patienten führt. Da die Kauterelektrode dabei dem Schrittmachergehäuse und
insbesondere der indifferenten Elektrode nahekommt, ist die Amplitude des unsymmetrischen Signals besonders
hoch, iJas im Ausgangsteil der Herzschrittmacherschaltung erscheint. So werden beim Kauterisieren des Einschnittes
nach Einführen des Schrittmachers oder vor Herausnahme desselben die Kauterzangen sehr dicht an
ckis Sc'lrittmachcrgehäuse herangeführt wenn nicht mit diesem in Kontakt gebracht, was dazu führen kann, daß
diis unerwünschte unsymmetrische Signal in der Ausgangsschaltung des Schrittmachers induziert wird.
llni!'|)'cchend urr.vmmetrischc Wcllenformen und die damit verbundenen Probleme stellen sich auch ein»
wenn 'n gleichfalls bekannter Weise (US-PS 37 77 762) anstelle der Zenerdiode CR'W eine normale Diode
vorgesehen ist. deren Durchlaßrichtung mit der Durchlaßrichtung der Kollektor/Emitter-Strecke des Ausgangsir;msi"t(irs
überans Timt.
Es ist ferner ein künstlicher Herzschrittmacher mit getrennten, miteinander synchronisierten Vorhof- und
Kammerimpulsgeberschaltungen bekannt (US-PS 37 57 791), bei dem im Ausgangsteil beider Impulsgcberschaltungen
zwei in Reihe geschaltete, entgegengesetzt gepolte Zenerdioden liegen, um die betreffenden Schaltungen
vor übermäßig großen Signalen zu schützen, die an den Ausgangselektroden von einer externen Quelle.
insbesondere einer Defibrillationscinrichtung, her auftreten.
Des weiteren ist es bekannt (DE-OS 22 19 549), parallel zum Ausgang der Ausgangsschallstufe einer llerzschrittmacherschaltung
zwei Zenerdioden in Serie mit entgegengesetzter Polung derart zu schalten, daß eine
Amplitudenbegrenzung für Herzreiz-Ausgangsimpulse und beim Defibrillieren induzierte Störsignale in beiden
Richtungen erfolgt. Schließlich ist es auch bekannt (DE-OS 22 09 380), zwischen den Ausgang der Herzschritimacherschaltung
und die Herzreizelektrode eine die Amplitude des durchfließenden Stromes innerhalb eines
interessierenden Frequenzbereichs begrenzende Induktivität zu schalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hci/schrittmaclicrschaltiing der eingangs genannter; Art /u
schaffen, die gegen starke Störsignale, wie sie insbesondere beim Kautcrisieren im Ausgangsteil der Her/schrittmacherschaltung
induziert werden, besonders wirkungsvoll geschützt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Ringspule mit zwei Induktivitäten, die jeweils in Reihe
mit einer der Leitungen liegen und mit hohem Kopplungsfaktor derart miteinander gekoppelt sind, daß sie hei
Vorhandensein eines durch Kauterisieren induzierten leides in einer ersten Betriebsart, bei welcher die an die
beiden induktivitäten durch das auf Kauterisieren zurückzuführende Feld angelegten Signale über die "Kopp
lung Felder in gleicher Richtu-ig induzieren und die für die durch Kauterisieren indu/ierten Signale wirksamen
Induktanzen entsprechend erhöht sind, sowie beim Anlegen eines Schrittmacherimpulssignais in einer /weiten
Betriebsart arbeiten, bei welcher durch die gegenseitige Kopplung der beiden Induktivitäten einander entgegengerichtete
Felder ausgebildet werden, so daß die !ndu!-tanzen der beiden Induktivitäten erheblich herabgesetzt
sind.
Die erfindungsgemäße Schaitungsausiegung bewirkt eine effektive Begrenzung des Stromes, der bei inuu/ierten
Störsignalen zur Ausgangsschaltstufe und zum Impulsgenerator durchgelassen wird, während die Schrittmacherimpulse
im wesentlichen unbeeinflußt bleiben. Eine unerwünschte Gleichrichtung der induzierten Störsignale
ist vermieden. Der Kopplungsfaktor zwischen den beiden Induktivitäten liegt zweckmäßig in der Größenordnung
von 1.
In weiterer Ausc -staltung der Erfindung weist die Ringspule einen Ringkern mit einer Permeabilität in der
Größenordnung von 120 auf. Um Verformungen oder Verzerrungen der über die Ringspule an das Herz des
Patienten gehenden Reizimpulse kleinstmöglich zu halten, hat die Ringspule vorteilhaft eine Bandbreite von
mindestens 10 MHz und eine Resonanzfrequenz von mindestens 5 MHz.
Wenn die Ausgangsschaltstufe in der einen Stromflußrichtung eine größere Leitfähigkeit als in der anderen
Stromflußrichtung hat, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung parallel zum Ausgang der Ausgangsschaltstufe
ein Leitfähigkeits-Symmetrierglied liegen. Dadurch werden die insbesondere durch Kauterisaiion im
rAÜagaHgSiCh vjCr ι ι6~Ζ50ιιΠΐιϊιΐ30ΐΐ6Γ50ΐ!αΐτϋΠ£ inuüZiCfiCn .jn^näigiiSiC ayiTiiiiCiriSCii gCiMÜCiii; CiCin nüjiv.>vn VG11
Herzflimmern wird zusätzlich entgegengewirkt.
Als Leitfähigkeits-Symmetrierglied eignet sich insbesondere ein einseitig leitendes Schaltungselement. Weist
die Ausgangsschaltstufe einen Ausgangstransistor auf. dessen Durchlaßverstärkung sich von der Rückwärtsver-Stärkung
unterscheidet, ist dabei vorzugsweise als Leitfähigkeits-Symmetrierglied eine Diode vorgesehen, die
antiparallel zu der Kollektor/Emitter-Strecke des Ausgangstransistors geschaltet ist.
Zum weiteren Schutz kann parallel zum Ausgang der Ausgangsschaltstufe mindestens ein Kauterisiersignal-Ableitkondensator
liegen. Dieser bildet für die wensentlichen Frequen/anteile des Kauterisiersignals einen
niederohmigen Weg. Auch dadurch wird verhindert, daß durch Kauterisation induzierte Signale durch die
Ausgangsschaltstufe unsymmetrisch gemacht werden.
Ferner kann in dem die Induktivitäten einschließenden Ausgangskreis der Ausgangsschaltstufe ein die Resonanzfrequenz
dieses Kreises beeinflussender Verstimmkondensator gelegt sein. Dieser Verstimmkondensator
bewirkt, daß die Resonanzfrequenz des Ausgangskreises der Herzschrittmacherschaltung gegenüber der Frequenz
des durch Kauterisation induzierten Signals versetzt ist.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den
Zeichnungen zeigt
F i g. 1 ein schematisches Schaltbild des Ausgangsteiles einer bekannten Schrittmacherschaltung,
F i g. 2 eine Darstellung der Relativlage einer Kauterelektrode gegenüber einem Schrittmacher-Impulsgenerator und einer Leitung, die in einem Patienten implantiert sind.
F i g. 2 eine Darstellung der Relativlage einer Kauterelektrode gegenüber einem Schrittmacher-Impulsgenerator und einer Leitung, die in einem Patienten implantiert sind.
Fig.3A, 3B, 3C und 3D das Ausgangssigna! einer typischen Kauterisationseinheit, ein mittels der Ausgangsschaltung
nach F i g. 1 umgeformtes unsymmetrisches Signal, eine typische Wellenform eines Herzschlages bzw.
ein symmetrisches Ausgangssignal der Kauterisationseinheit, wie es bei Verwendung der erfindungsgemäßen
Schaltung im Schrittmacherausgangskreis erscheint,
F i g. 4 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform des Ausgangsteils einer Herzschrittmacherschaitung
mit den Merkmalen nach der Erfindung, und
F i g. 5 ein schematisches Schaltbild der vollständigen Herzschrittmacherschaltung.
Die in Fi g. 4 veranschaulichte Herzschrittmacherschaltung 10 weist einen Impulsgenerator 112 auf. zudem
Batterien und eine Taktsteuerung für die Erzeugung von Reizimpulsen gehören und der entsprechend Fig.5
aufgebaut sein kann. Wie im folgenden näher erläutert ist, führt der Impulsgenerator !J2 der Basis eines
b5 Ausgangstransistors Q 12 einen gesteuerten Impuls zu; der Transistor wird leitend gemacht, so daß zwischen
Emitter und Kollektor des Transistors ein Ausgangsimpuls erscheint. Ein Ausgangskondensator C8, der typischerweise
einen Wert in der Größenordnung von 5 bis 20 ,uF hat, wird über einen Widerstand R 20 auf die
Batteriespannung aufgeladen, die beispielsweise ungefähr 5,4 V beträgt. Der an die Basis des Transistors Q 12
angelegte Steuerimpuls ist rcchteekförmig und hat eine Impulsbreite in der Größenordnung von 0.5 bis 1,0 ms.
Durch den Impuls wird die angekoppelte Seite des Aii.sgangskondcnsalors ("8 auf Masse gelegt, so daU an einer
negiUiveii Klemme 114 ein negativer Impuls von entsprechender Impulsbreite und Amplitude erscheint. Der
restliche Teil der Schaltung dient dem Schul/ gegen Kleklrokaulerisation. Delibrillation und elektromagnetische
Siorciiiflüssc.
Hei Vorhandensein eines elek Irischen leides, wie es /wischen der Kaiiterelekirode 12 und der Masseplalle Ib
geviii'.U ΙΊ g. 2 auftritt, wird ein Signal an zwei entgegengesetzt gepolten Dioden CR 10 und CR 12 indu/iert. Das
induzierte Signal wechselt von der einen zur anderen Polarität, so daß die Dioden CR 10 und CR 12 das
Wechselspannungssignal in beiden Richtungen gleichrichten und an den Dioden ein symmetrisches Ausgangssignal
erhalten wird, wie es in Fi g. 3D dargestellt ist.
Auf diese Weise werden uns\mmetrische Signale entsprechend dem Signal in Fig. 3B verhindert, die auftreten,
wenn entsprechend F i g. 1 nur eine einzige Diode in dem Ausgangsteil der Schrittmacherschaltung liegt. Die
enigegengesetzt gepolten Zenerdioden CR 10 und CR 12 sorgen für einen Defibrillationsschutz, indem ein bei
einem Defibrillationsvorgang induziertes Signal, das typischerweise einen Wert von mehreren 100 V hat. auf
einen Wert in der Größenordnung von 8 V begrenzt wird. Auf diese Weise wird beispielsweise ein Durchschlagen
der Kondensatoren der Schaltungsanordnung, wie etwa des Kondensators CS und eines Kondensators C12,
verhindert.
liin weilerer Grund für Unsymmetrien der durch Kauterisation induzierten Signale am Ausgang der Herzschnttmachcrschallung
besteht darin, daß die Leitfähigkeit des Ausgangstransistors Q 12 unsymmetrisch ist.
Typischerweise hat der Transistor Q 12 eine Rückstromverstärkung //. die kleiner als die Durchlaßverstärkung
///ist, sowie eine effektive Kollektor-Basis-Kapazität, die für Kauicris.it ionssignale einen Strom weg vom Kollektor
/ur Basis des Transistor^) 12 bildet. Während des positiven Teils des Kauterisationssignals wird der Strom
daher über die Kollektor-Basis-Kapazität des Transistors ζ) 12. einen Widerstand R 19 (Fi g. 4) und den Basisl.miitcrÜbergang
des Transistors Q 12 geführt, wodurch der Transistor in Durchlaßrichtung aufgesteuert wird.
Während des negativen Teils wird der Strom über den Widerstand R 19 sowie die Kollektor-Basis-Kapazität
und den Basis-Kollektor-1 !bergung des Transistors Q 12 geführt, wodurch der Transistor Q 12 in der Sperrichtung
aufgcstcucrt wird. Der über den Basis-Kollektor-Übergang fließende Strom bewirkt, daß eine Überschußladung
in der Basis des Transistors ζ) 12 gespeichert wird, wodurch dessen Kollektor-Basis-Kapazität erhöht
wird. Dies sorgt für eine erhöhte Leitfähigkeit in dem zur Basis führenden Stromweg für den nächsten positiven
Teil des Kauterisationssignals. Wegen des Unterschiedes in den Werten ßi und ß, des Transistors Q 12 ist das
Leitvermögen für das Kauterisationssignal unsymmetrisch; das Rückwärtsleitvermögen ist in der Regel wesentlich
geringer als das Vorwärtsleitvermögen. Um den Einfluß des ungleichen Leitvermögens in Vorwärts- und
Rückwärtsrichtung kleinstmöglich zu halten, ist eine Diode CR 14. vorzugsweise eine Siliziumdiode, parallel zu
der F.niitter-Kollektor-Strecke des Transistors Q 12 geschaltet. Diese Diode wirkt dem größeren Leitvermögen
in der Vorwärtsrichtung entgegen. Infolgedessen wird das Leitvermögen der Schrittmacherausgangsschaltung J5
für KüuieriSuiiüiiSSigriale Symmetrischer gemacht, ohne da3 die Ampniude des Ausgangssignuis vermindert
wird. Die Diode CR 14 verhindert, daß durch einen Kauterisiervorgang induzierte Ströme rückwärts in den
Impulsgenerator 112 gelangen und dabei möglicherweise den Generator 112 beschädigen und/oder bewirken,
daß der Transistor Q 12 als Gleichrichter arbeitet, wodurch über die zum Herzen des Patienten führenden
Ausgangsleitungen ein unsymmetrisches Signal induziert werden kann, das möglicherweise ein Herzflimmern
auslöst.
Zusätzlich sind zwei Kondensatoren C114 und C116 vorgesehen, die miteinander in Reihe geschaltet sind und
parallel zum Ausgang des Transistors Q 12 liegen, um für einen Schutz gegen elektromagnetische Störungen zu
sorgen. Diese Kondensatoren können beispielsweise einen Wert in der Größenordnung von 1000 bis 5000 ρF
haben, so daß typische elektromagnetische Störsignale in der Größenordnung von 3 MH/ bis 2.5GHz im
wesentlichen unterdrückt werden. Der Kondensator C12, dessen Wert typischerweise bei ungefähr 10 000 pF
liegt, ist gleichfalls parallel zum Ausgang des Transistors Q 12 geschaltet, um die im Ausgang der Schaltung
indu/ierten hochfrequenten Signale zu dämpfen. Daneben verstimmt der Kondensator C 12 den Resonanzkreis,
der von den Kapazitäten der genannten Dioden und zwei Induktivitäten L' 1 und L'2 gebildet wird, die Teil der
Kauterisalionsschutzschaltung für den Impulsgenerator 1*2 sind und deren gegenseitiger Kopplungsfaktor
verhältnismäßig hoch ist. Wie aus F ig. 4 hervorgeht, werden die am Transistor Ql\2 auftretenden Ausgangsreizsignale
über die Induktivitäten L'l und L'2 der Klemme 114 und einer weiteren Klemme 116 zugeführt. An
die Klemmen 114,116 ist eine niederohmige. zweipolige Leitung angeschlossen.
Die Induktivitäten L'l und L'2 bilden eine Ringspule. Dabei können die Induktivitäten L'\ und L'2 als
bifilare. segmentierte oder schichtförmige Wicklungen auf einem ringförmigen Ferritkern ausgebildet sein. Ein
solches Bauelement läßt sich recht klein ausführen, so daß es ohne weiteres in eine Schrittmacherschaltung
eingefügt werden kann, wo Größe und Kompaktheit wegen der Implantation in den Körper des Patienten von
ausschlaggebender Bedeutung sind. Die Windungszahl einer solchen Spule ist verhältnismäßig klein, wodurch
der Widerstand der die Ringspule bildenden Induktivitäten L'\ und L'2 entsprechend gering gehalten wird. Der
ohmsche Widerstand der Induktivitäten L'1 und L'2 läßt sich auf diese Weise um den Faktor 10 herabsetzen, eo
Damit werden die Dämpfung der Schrittmacherimpulse und die Entladung der Schrittmacherbatterien klein
gehalten. Um für eine wirkungsvolle Kopplung zwischen den Induktivitäten L' 1 und L'2 zu sorgen, hat der Kern
vorzugsweise eine Permeabilität in der Größenordnung von 120. Die Ringspule sollte außerdem eine sehr große
Bandbreite in der Größenordnung von ΐθ MHz und eine extrem hohe Resonanzfrequenz im Bereich von 5 bis
10 MHz oder höher haben. Die verhältnismäßig große Bandbreite und die hohe Resonanzfrequenz sorgen dafür, b5
daß die Signale, die über die Spule an das Herz des Patienten gehen, nicht verformt oder in anderer Weise
verzerrt werden.
Die Bedeutung der Verwendung einer Ringspule in der Kauterisationsschutzschaltung gemäß F i g. 4 läßt sich
an Hand der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung und insbesondere der runktionsweise der Rir-.gspulc besser
verstehen. Während eines Kauterisationsvorganges können bei Vorhandensein des durch das Kautcrisieren
induzierten Feldes Signale von verhältnismäßig hoher Spannung und großem Strom gleichzeitig über die
Leitung an die Klemmen 114 und ! 16 gelangen. Infolgedessen werden hohe Ströme im wesentlichen gleichzeitig
und in der gleichen Richtung in beiden Induktivitäten Z/l und L'2 induziert. Die Ringspule arbeitet daher im
Gleichtakt, wobei Feldlinien von jeder der Induktivitäten auf Grund ihrer gegenseitigen Kopplung in der
gleichen Richtung induziert werden. Dies sucht die von den Induktivitäten Z/ 1 und L'2 gebildete Induktanz /u
erhöhen oder zu multiplizieren. Wenn daher die Frequenz der induzierten Signale zunimmt, wächst auch die
Induktanz der Induktivitäten Z/l und L'2 an. Auf diese Weise wird der Strom begrenzt, der zu dem übrigen Teil
ίο der Kauterisationsschutzschaltung und zum Impulsgenerator 112 durchgelassen wird.
Wenn andererseits der Transistor Q 12 aufgesteuert wird, um einen Schrittmacherinipuls zu erzeugen, wird
das Signal über die Induktivität Ζ.Ί zur negativen Klemme 114 gegeben; es gelang! von der positiven klemme
116 zur Induktivität L'2. Auf diese Weise verlaufen die im Kopplungsbereich der Induktivitäten ausgebildeten
Feldlinien in einer sich gegenseitig auslöschenden Richtung; die dem Schrittmacherinipuls gegenüber ausgcbildete
Induktanz wird beträchtlich verringert. Wegen dieses Arbeitern im Diffcrentialbetrieb oder Gegentaki ist
die Induktanz gegenüber dem Schrittmacherimpuls sehr klein, wenn nicht im wesentlichen gleich Null. Der
Schrittmacherimpuls wird daher durch eine solche Induktanz nicht verformt oder in anderer Weise verzerrt.
Die Kniiirrkatjonsschützschaltüng gsiv.üß F i g. 4 eignet sich in besonderer ΆΊ-Ιμ.· ίϋι einen bipolaren .Schrittmacher.
Die Ringspule arbeitet im Gleichtakt oder Spcrrbeiricb, um den von den Ausgangsklemmen /\\n:
:o Impulsgenerator fließenden Strom, wie er durch Kautcrisiervorgängc induziert wird, wesentlich zu dampfen.
Andererseits arbeitet die Ringspule im Diffcrentialbetrieb, so dall das impul.sförmigc Ausgangssignal des Im
pulsgenerators mit einem Kleinstmaß an Verformung oder anderweitiger Verzerrung weitergegeben wird. In
dieser Betriebsart setzt die Ringspule dem Impiilsgeneratorausgangssignal nur eine sehr geringe oder praktisch
keine Induktanz entgegen. Die Schritlmachcrimpulse haben infolgedessen eine kurze Anstiegszeit. An ihrer
Rückflanke kommt es nicht zu Abklingschwingungen. Der Widerstand, der den Sehrittmaeherimpulscn entgegengesetzt
wird, ist sehr klein.
Fig.5 zeigt schematisch ein vollständiges Schaltbild einer Ausführungsform der Herzschrittmacher-Impulsgeneratorschaltung
mit dem an Hand der Fig.4 erläuterten Kauterisationsschutz. Der Herzschrittmacher 10
sitzt in einer Abschirmung 11. Der Herzschrittmacher 10 wird aus einer .Spannungsquelle gespeist, die mehrere
in Reihe geschaltete Zellen STl bis BT4 aufweist, zu denen ein Kondensator C 1 parallelgcschaltet ist und die
ein positives Potential an eine Sammelleitung 13 sowie ein negatives Potential an eine Sammelleitung 15 anlegen.
Bei dem Herzschrittmacher UO handelt es sich um einen Bedarfsschrittmacher. Er spricht auf die R-WeIIe des
Herzens an. die über die Reizelektrode aufgenommen und über die Klemme 114 die Induktivität Z/ 1 und eine
Leitung 17 angelegt wird und die kennzeichnend für die Kontraktion der Herzkammer ist. Die R-WeIIe wird
erfaßt; liegt sie oberhalb einer vorbestimmten Amplitude, wird die Impulserzeugung durch den Herzschrittmacher
10 gesperrt, so daß das Herz, normal und ohne Unterstützung durch den Schrittmacher *ei!er;!rbci!en k::!;;;. S
Die R-WeIIe gelangt über einen Filierkreis, bestehend aus einem Kondensator CH und Widerständen R I I
und P.2. zur Gate-Elektrode eines Feldeffekttransistors Q 1. Die Meßschaltung und insbesondere der I-Vlilef- ■
fckttransistor Q\ sind mittels zweier entgegengesetzt gepolter Dioden CR 1 und CR 2 geschützt, die die
Amplitude des Signals begrenzen, das dem Gate-Anschluß des Feldeffekttransistors Q I zugeführt w..d. Das
verstärkte Ausgangssig^.il des Feldeffekttransistors Qi gelangt an die Basis eines Transistors Q 2. der eine
zweite Verstärkerstufe bildet. Ein Kondensator C5. der in Reihe mit Widerständen R 6 und RS zwischen die
Sammelleitungen 13 und 15 geschaltet ist, ist normalerweise aufgeladen. Wenn der Transistor Q 2 durch die
größere oder kleinere Leitfähigkeit des Feldeffekttransistors Q 1 mehr oder weniger leitend gemacht wird.
ändert sich die Spannung am Kondensator CS entsprechend. Liegt die erfaßte Amplitude des Herzsignals über
einem vorbestimmten Pegel, beispielsweise ± 3 mV. wird die Ladung am Kondensator C5 um einen Spannungswert geändert, der ausreicht, um einen normalerweise gesperrten Transistor Q3 aufzusteuern. Die Meß- und
Verstärkerschaltung gemäß Fig. 5 spricht auf positive und negative Herzsignale an. Liegt ein Herzsignal mit
solcher Polarität vor, daß ein Spannungsabfall am Kollektor des Transistors Q 2 hervorgerufen wird, fließt ein
Strom über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors Q 3 und den Kondensator CS, wodurch der Transistor Q 3
aufgesteuert wird. Wenn andererseits ein Herzsignal entgegengesetzter Polarität an den Eingang der Meß- und
Verstärkerschaltung geht, steigt das Potential am Kollektor des Transistors Q 2 an. was den Transistor ζ) 3 zu
sperren und den Kondensator CS zu entladen sucht. Wenn das Potential am Kollektor des Transistors Q 2
jedoch auf die normale Ruhespannung zurückkehrt, erfolgt eine Wiederaufladung des Kondensators CS über
die Emitter-Basis-Strecke des Transistors Q 3, so daß der Transistor Q 3 jetzt aufgesteuert wird.
Ein magnetisch betätigter Schalter 5 1 liegt zwischen der Basis des Transistors ζ)3 und der positiven Sammelleitung
13. Wird der Schalter 51 magnetisch betätigt, wird die Me3- und Verstärkerschaltung gesperrt. Der
Schalter 51 erlaubt es daher dem Arzt, die Meß- und Verstärkerschaltung außer Funktion zu setzen, indem der
Schalter 51 mit Hilfe eines geeigneten Magnetfeldes umgestellt und auf diese Weise der Transistor Q 3 gesperrt
wird. Bei gesperrter Meß- und Verstärkerschaltung schwingt die Oszillatorschaltung frei: sie liefert dabei
Reizsignale mit einer von der Batteriespannung abhängigen Frequenz. Der Arzt kann daher die Funktionsfähigkeit
des Impulsgenerators und den Zustand der Batterien überprüfen, indem er die Freilauffrequenz überwacht
und die jetzt gemessene Frequenz mit der Frequenz vergleicht, die zum Zeitpunkt der Implantation vorlag.
Der Kollektor des Transistors Q 3 ist über einen Konder^tor Cl an die Basis eines Transistors Q4 angekop-
Der Kollektor des Transistors Q 3 ist über einen Konder^tor Cl an die Basis eines Transistors Q4 angekop-
b5 pelt. Wenn die Amplitude des Herzsignals einen vorbestimmten Wert übertrifft, wird der Transistor Q 3 leitfähig
gemacht, wodurch die über den Kondensator Cl der Basis des Transistors Q 4 zugeführte Spannung in Richtung
auf das Potential der Sammelleitung 13 angehoben wird; der Transistor Q 4 wird daher aufgesteuert. Auf diese
Weise wird das Herzsignal erfaßt und verstärkt. Übertrifft es den vorbestimmten Wert, wird der Transistor Q 4
aufgesteuert, wodurch das Arbeiten des Impulsgenerators unterbrochen und dessen Taktzyklus zurückgestellt
wird.
Hei der Schaltungsanordnung nach F i g. 5 ist eine Refraktärsehaltung vorgesehen, die für eine Refraktärdauer
sorgt, wiihrend deren der Schritimuchcrmclikrcis für eine Zeitdauer in der Größenordnung von 300 ira beginnend
mit der lir/cugung eines Schrittmacherimpulses im Ausgangskreis gesperrt, d. h. unfähig gemacht wird, ein ί
K-Wellensignal des Herzens zu erfassen. Die Refraktärschaltung umfaßt einen Widerstand R4 t:nd einen
Kondensator C4. die parallclgeschaltet und zwischen den Source-Anschluß des Feldeffekttransistors Q 1 und
die Sammelleitung 15 gelegt sind. Normalerweise ist der Feldeffekttransistor Q\ bei Nichtvorliegen eines
erfaßten Signals an seinem Gate-Anschluß in einem gewissen Maße leitfähig: der Kondensator C 4 wird über
einen Widerstand R 3 und den Drain-So'jrce-Kanal des Feldeffekttransistors Q 1 auf einen von dem Widerstand
R 4 abhängigen Ruhespannungswert aufgeladen. Nach Anlegen eines positiven Eingangssignals an den Gate-Anschluß
des Feldeffekttransistors Q 1 wird dieser Transistor stärker leitfähig gemacht; der Kondensator C4
wird auf einen höheren Spannungswert als die Ruhespan.'iung aufgeladen, da der Widerstand des Drain-Source-Kanals
abnimmt. Während der Refraktärperiode wird der Feldeffekttransistor Q I wegen der Sperrvorspannung
nicht aufgesteuert, die an seiner Gate-Source-Strecke auf Grund des höheren Spannungswertes anliegt,
auf den der Kondensator C4 aufgeladen wurde. Nach dem Verschwinden des Eingangssignals sucht sich der
Kondensator C4 über den Widerstand R 4 auf sein normales Vorspannungsruhepotential zu entladen; die an die
Cjatc-Source-Mreckc des Keldellekttransistors Q 1 angelegte Sperrvorspannung wird herabgesetzt, so daß der
Transistor durch ein weiteres, seinem Gate-Anschluß zugeführtes Eingangssignal wieder aufgesteuert werden
kann. Die Werte von Kondensator C4 und Widerstand R 4 sind so gewählt, daß eine der gewünschten Refraktiirperiode
entsprechende Kondensatorentladedauer erhalten wird.
Läßt das erfaßte Signal erkennen, daß das Herz des Patienten nicht mehr normal arbeitet, wird ein Kondensator
C9 über Widerstände R 11 und R 27 mit einer Geschwindigkeit aufgeladen, die durch die RC-Zeitkonstante
der Reihenschaltung bestimmt wird. Die Ladegeschwindigkeit des Kondensators C9 gibt ihrerseits die Frequenz
vor, mit der der Herzschrittmacher 10 dem Herzen des Patienten Impulse zuführt. Die am Kondensator
C9 aufgebaute Ladespannung wird über einen Widerstand R 13 an den Emitter eines Transistors QS angelegt.
Wird ein vorbestimmter Wert erreicht, der über der Vorspannung an der Basis dieses Transistors liegt, wird der
Transistor Q 5 leitend gemacht. Der Transistor Q 5 erhöht, nachdem er aufgesteuen ist, seinerseits die der Basis
eines Transistors QS zugefüh.te Spannung, wodurch der Transistor Q6 gleichfalls aufgesteuert wird. Der
Kollektor des Transistors Q 6 steht mit der Basis eines Transistors Q 7 in Verbindung. Sobald der Transistor Q 6
aufgesteuert wird, senkt er die Spannung an der Basis des Transistors Q 7 ab: der Transistor Q 7 wird aufgesteuert.
Wenn der Transistor Q7 leitfähig gemacht ist, steigt das Potential an der Verbindungsstelle zwischen dem
Kollektor dieses Transistors und einem Widerstand R 18 in Richtung auf das Potential der Sammelleitung 13 an.
Über den Widerstand R 18 und einen Widerstand R 21 wird der Basis des Ausgangstransistors Q12 eine erhöhte
Spannung zugeführt, so daß dieser Transistor für eine Impulsbreitendauer aufgesteuert wird, die in der folgen-{!cn
noch näher erläuterten WciSc vorgegeben wird.
Wenn die Spannung am Kollektor des Transistors Q 7 ansteigt, wird über einen Widerstand R 9 eine entsprechend
positivere Spannung an die Basis eines Transistors Q 9 angelegt. Der Transistor Q 9 wird aufgesteuert,
wodurch der Kondensator C9 zur Vorbereitung des nächsten Arbeitsspiels der Schrittmacheroszillatorschaltung
entladen wird. Die erhöhte Spannung gelangt ferner über den Widerstand R 18 sowie Widerstände R 12
und Λ 24 an einen Kondensator ClO1 der aufgeladen wird. Das dem Emitter des Transistors Q 5 zugeführte
Potential nimmt mit der Aufladung des Kondensators ClO ab. Nach einer die Impulsbreite des Reiz -jnals
darstellenden, vorbestimmten Zeitdauer, die durch die Werte der Widerstände R 18, R 12 und R 24 sowie des
Kondensators C10 vorgegeben wird, ist der Kondensator C10 voll geladen; der Transistor Q 5 wird gesperrt.
Eine Lichtemissionsdiode CR 4 liegt zwischen dem Kollektor des Transistors Q 7 und der Sammelleitung 15 in
Reihe mit den Widerständen R 18 und R 19. Das Potential am Widerstand R 21 wird daher trotz Erschöpfung der
Batterie relativ konstant gehalten. Wenn der Transistor Q7 leitfähig gemacht wird, steigt die Spannung an der
Basis des Transistors Q 12 an. Der Transistor Q 12 wird aufgesteuert. Das Aufladen des Kondensators ClO
beginnt, wodurch dem Emitter des Transistors QS über eine Leitung 20 ein abnehmendes Potential zugeführt
wird. Nach einer Zeitdauer, die der Impulsbreite des Reizimpulses entspricht und beispielsweise 0,5 bis 1,2 ms
beträgt, wird daher der Transistor Q5 gesperrt. Die Transistoren Q6, Q7 und Q\2 werden infolgedessen
zugesteuert. Der A usgangsimpuls des Schrittmachers 10 am Transistor Q 12 wird beendet. Wenn der Transistor
Q 7 gesperrt wird, erfolgt auch eine Sperrung des Transistors <?9, so daß sich der Kondensator C9 wieder
aufladen kann, um in der vorstehend erläuterten Weise das nächste Arbeitsspiel einzuleiten. Der Kondensator
ClO wird entladen, wenn der Transistor Q 4 aufgesteuert wird, weil entweder ein natürliches Herzsignal mit
einer den vorbestimmten Wert übersteigenden Amplitude erfaßt oder der Transistor Q 9 stromführend gemacht
wird. Auf diese Weise wird für einen stromführenden Weg über den Widerstand R 13 und den Transistor Q4
oder ζ) 9 zu der negativen Sammelleitung 15 gesorgt. Der Kondensator ClO ist für das nächste Arbeitsspiel des
Oszillators vorbereitet, um geladen zu werden und die Impulsbreite des Herzreizsignals vorzugeben.
Die Oszillatorschaltung nach F i g. 5 weist einen Feldeffekttransistor Q10 auf, dessen Source-Anschluß über
einen Widerstand R\7 mit der Basis des Transistors Q5 verbunden ist und dessen Drain-Anschluß mit der
negativen Sammelleitung 15 in Verbindung steht. Der Gate-Anschluß des Feldeffekttransistors Q 10 ist über
einen Widerstand R22 mit der Sammelleitung 13 verbunden. Er ist ferner an die Verbindung zwischen einer
Diode CR 5 und einem Kondensator CS angeschlossen. Die Diode CR 5 ist mit der negativen Sammelleitung 15
verbunden, während der Kondensator C6 über einen mit ihm in Reihe geschalteten Widerstand R 26 an den
Kollektor des Transistors Q 7 angeschlossen ist. Der Feldeffekttransistor Q 10 verhindert, daß die Oszillator-Schaltung
das Herz des Patienten in einem zu raschen Takt anregt, wenn eine der Schaltungskomponenten
defekt werden sollte. Wenn beispielsweise eine Unterbrechung an einem Widerstand R 16 eintritt, würde der
Transistor Q 5 vorzeitig aufgesteuert, was zur Folge hätte, daß dem Herzen des Patienten eine sehr rasche,
möglicherweise gefährliche Folge von Reizimpulsen zugeführt würde. Im Betrieb ist der Feldeffekttransistor
Q10 normalerweise so vorgespannt, daß er Strom führt. Um die Impulsbreite des Herzreizimpulses zu beenden,
wird der Transistor QS in der oben erläuterten Weise gesperrt, wodurch auch die Transistoren Q 6 und Q 7
gesperrt werden. Während die Transistoren Q 5, Q 6 und Q 7 aufgesteuert sind, wird der mit dem Gate-Anschluß
des Feldeffekttiansistors Q 10 verbundene Kondensator Cd aufgeladen. Wird der Transistor Q 7 gesperrt,
bewirkt die negative Ladung auf dem Kondensator C6, daß der Feldeffekttransistor Q10 gleichfalls gesperrt
wird. Dadurch wird der Feldeffekttransistor Q 10 für eine von der Entladedauer des Kondensators C6 abhängige
Zeitdauer am erneuten Aufsteuern gehindert. Wie die F i g. 5 erkennen läßt, entlädt sich der Kondensator
to C6 in erster Linie über den Widerstand R22; eine Entladung findet jedoch auch über die Widerstände R 18.
R 26, R 19 und R 21 statt, wobei die Entladedauer in der Größenordnung von 500 bis 600 ms liegt Während der
Feldeffekttransistor Q10 gesperrt ist, können der Transistor QS und damit auch die Transistoren Q6.Q7 und
Q12 nicht aufgesteuert werden. Wenn eine der Schaltungskomponenten der Oszillatorschaltung ausfallen sollte,
so daß eine vorzeitige Aufsteuerung des Transistors QS droht, übernimmt der Feldeffekttransistor Q 10 eine
Schutzfunktion, indem er eine vorzeitige Stromübernahme durch die genannten Transistoren verhindert und
damit die Frequenz, mit der Reizimpulse dem Herzen des Patienten zugeführt werden können, auf einen Wert in
der Größenordnung von UO Schlägen pro Minute begrenzt.
Es versteht sich, daß der Herzschrittmacher 10 mit einer von den Werten des Kondensators C9 und der
Widerstände' R 11 und R27 bestimmten Frequenz weiterschwingi und einen Impuls erzeugt, dessen Breite von
den Werten der Widerstände R 18, R 12 und Ä24 sowie des Kondensators ClO abhängt, bis der Basis des
Transistors Q 4 ein Sperrimpuls zugeführt wird. Dadurch wird der Transistor QA äüfgesieueri. Der Kondensator
C9 wird entladen. Die Impulsgeneratorschaitung hört zu arbeiten auf. Das an das Herz des Patienten über
die Schrittmacherleitung 14 angelegte Reizsignal ergibt sich aus der Entladung des Kondensators CS während
der Aufsteuerung des Transistors Q12 über einen Reihenstromkreis, der den Transistor ζ) 12, die Sammelleitung
15. die Induktivität L'2, die Elektroden der Schrittmacherleitung 14, den Körper des Patienten, die Induktivität
L' 1 und dem Kondensator CS umfaßt. Während des Intervalls zwischen den Reizsignaien lädt sich der Kondensator
CS über die Sammelleitung 13, den Lastwiderstand R 20, den Kondensator CS. die Induktivität L'\. die
Elektroden der Leitung 14, den Körper des Patienten, die Induktivität L'2 und die Sammelleitung 15 wieder auf
3atteriespannung auf. Die Amplitude des Wiederaufladesignals reicht nicht aus, um eine Kontraktion des
Herzmuskels des Patienten auszulösen.
In der oben erläuierten Weise sind die zwei entgegengesetzt gepolten, in Reihe liegenden Dioden CR 10 und
CR 12 zwischen die Sammelleitung 15 und die Leitung 17 geschaltet. Die für eine Kompensation des unsymmetrischen
Leitvermögens sorgende Diode CR 14 liegt zwischen dem Emitter und dem Kollektor des Transistors
Q 12. Der für eine Verstimmung sorgende Kondensator C12 liegt parallel zu den Dioden CR 10 und CR 12.
Die Frequenzkomponenten und die Wiederholfrequenz oder Rate des Reizsignals unterscheiden sich stark
ven der Resonanzfrequenz der Induktivitäten Z/l und L'2 und des Kondensators C12. so daß keine Gefahr
einer Resonanz der Ausgangsschaltung aufgrund des normalen Arbeitens des impulsgenerator besteht.
Anstelle der Diode CR 14 kann ein Kondensator C14 vorgesehen sein, der in F i g. 5 gestrichelt dargestellt und
so bemessen ist, daß er für einen niederohmigen Weg für Signale sorgt, die im Schrittniacherausgang bcispiclsweise
durch Kauterisiervorgänge induziert werden. Auf diese Weise werden die induzierten Signale am Ausgang
des Transistors Q 12 kurzgeschlossen. Der Transistor Q 12, der unterschiedliche Leitfähigkeitseigenschaften
in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung hat, wird nicht mit relativ großen Signalen beaufschlagt; er wird daher
daran gehindert, diese Signale unsymmetrisch zu machen. Der Kondensator C12, der vorgesehen ist. um den von
der Kapazität des Transistors Q\2, dem Kondensator CS und den Induktivitäten L'\ und Z/2 gebildeten
Resonanzkreis zu verstimmen, kann gleichfalls weggelassen werden; seine Funktion kann der Kondensator C 14
übernehmen.
Während die Kauterisationsschutzschaltung vorstehend in Verbindung mit der Schrittmacherschaltung nach
Fig. 5 erläutert wurde, versteht es sich, daß sie auch in Verbindung mit anderen Schrittmacherschaltungen
benutzt werden kann, so unter anderem den aus den US-PS 34 78 746, 33 91 697 und 36 56 487 bekannten
so Schrittmacherschaltungen.
Die Kauterisationsschutzschaltung gemäß Fig.4 wurde im Hinblick auf mögliche schädliche Einwirkungen
der Kauterisation auf das Herz überprüft. Eine Kauterelektrode oder -zange wurde bis auf 13 mm an die die
indifferente Elektrode des Schrittmachers 110 nach F i g. 5 bildende Impulsgeneratorabschirmung Il herangebracht,
ohne daß es zu einer gefährlichen Reizung der überprüften Herzen durch die Kautcrisationssignale kam.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Herzschrittmacherschaltung mit einem Impulsgenerator zum Erzeugen eines Steuersignals mit einer
Wiederholfrequenz entsprechend der gewünschten Reizrate des Herzens des Patienten und einer Ausgangsschaltstufe,
die auf das Steuersignal ansprechend einen Herzreiz-Ausgangsimpuls liefert, der über zwei
Leitungen an das Herz des Patienten geht gekennzeichnet durch eine Ringspule mit zwei Induktivitäten
(L' 1, Z/2), die jeweils in Reihe mit einer der Leitungen Hegen und mit hohem Kopplungsfaktor derart
miteinander gekoppelt sind, daß sie bei Vorhandensein eines durch Kauterisieren induzierten Feldes in einer
ersten Betriebsart, bei welcher die an die beiden Induktivitäten durch das auf Kauterisieren zurückzuführende
Feld angelegten Signale über die Kopplung Felder in gleicher Richtung induzieren und die für die durch
Kauterisieren induzierten Signale wirksamen induktanzen entsprechend erhöht sind, sowie beim Anlegen
eines Schrittmacherimpulssignals in einer zweiten Betriebsart arbeiten, bei welcher durch die gegenseitige
Kopplung der beiden Induktivitäten einander entgegengerichtete Felder ausgebildet werden, so daß die
Induktanzen der beiden Induktivitäten erheblich herabgesetzt sind.
2. Herzschrittmacherschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspule einen Ringkern
mit einer Permeabilität in der Größenordnung von 120 aufweist.
3. Herzschrittmacherschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspule eine
Bandbreite von mindestens 10 MHz hat
4. Herzschrittmacherschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ringspuie eine Resonanzfrequenz von mindestens 5 MHz hat
5. Herzschrittmacherschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Ausgangsschaltstufe
in der einen Stromflußrichtung eine größere Leitfähigkeit als in der anderen Stromflußrichtung
hat dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Ausgang der Ausgangsschaltstufe (Q 12) ein Leitfähigkeits-Symmetrierglied
(CA 14) Ibgt
6. Herzschrittmacherschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitfähigkehs-Symmetrierglied
ein einseitig leitendes Schaltungselement (CR 14) vorgesehen ist.
7. Herzschrittmacherschaltung nach Anspruch 6, bei welcher die Ausgangsschaltstufe einen Ausgangstransistor
aufweist, dessen Durchlaßverstärkung sich von der Rückwärtsverstärkung unterscheidet, dadurch
gekennzeichnet, daß als Leitfähigkeits-Symmetrierglied eine Diode (CR 14) vorgesehen ist, die antiparaliel
zu der Kolle'·Or/Emitter-Strecke des Ausgangstransistors (Q 12) geschaltet ist.
8. Herzschrittmacherschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
parallel zum Ausgang der Ausgangsschaltstufe (Q 12) mindestens ein Kauterisiersignal-Ableitkondensator
(C 12, C114, C116) liegt.
9. Herzschrittmacherschaltung· nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
in den die Induktivitäten (L'1, L'2) einschließenden Ausgangskreis der Ausgangsschalisiufe (Q 12) ein die
Resonanzfrequenz dieses Kreises beeinflussender Verstimmkondensator (C 12) gelegt ist.
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