DE3029786A1 - Verfahren zum messen des ohmischen widerstandes einer an einem koerpergewebe angebrachten elektrode - Google Patents

Verfahren zum messen des ohmischen widerstandes einer an einem koerpergewebe angebrachten elektrode

Info

Publication number
DE3029786A1
DE3029786A1 DE19803029786 DE3029786A DE3029786A1 DE 3029786 A1 DE3029786 A1 DE 3029786A1 DE 19803029786 DE19803029786 DE 19803029786 DE 3029786 A DE3029786 A DE 3029786A DE 3029786 A1 DE3029786 A1 DE 3029786A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
heart
resistance
pulse
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803029786
Other languages
English (en)
Inventor
George Benzing Ill.
Rumult Cincinnati Ohio Iltis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cincinnati Childrens Hospital Medical Center
Childrens Medical Center Corp
Original Assignee
Cincinnati Childrens Hospital Medical Center
Childrens Medical Center Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cincinnati Childrens Hospital Medical Center, Childrens Medical Center Corp filed Critical Cincinnati Childrens Hospital Medical Center
Publication of DE3029786A1 publication Critical patent/DE3029786A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/14Measuring resistance by measuring current or voltage obtained from a reference source
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/362Heart stimulators
    • A61N1/37Monitoring; Protecting
    • A61N1/3706Pacemaker parameters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00773Sensed parameters
    • A61B2018/00875Resistance or impedance

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich ie allgemeinen auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zu» Messen des ohmischen Widerstandes beia Kontakt zwischen de» Körpergewebe und einer daran angebrachten Elektrode. I» besonderen betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zun Messen des ohsaisehen Kontaktwiderstandes zwischen dem Herzgewebe und einer Schrittmacherelektrode, so daß die Elektrode chirurgisch am Herzen an einer Stelle iMplantiert werden kann an der der Kontaktwiderstand verhältnismäßig niedrig ist., und dadurch das Arbeiten des Schrittmachers zuverlässiger wird. Aufgrund des gemessenen Kontaktwiderstandes kann der Chirurg eine Stelle des optimalen Widerstandes wählen, an der die Elektrode in das Herz implantiert wird.
Nachdem die Elektrode chirurgisch in das Herz eingepflanzt worden ist, bilden der Schrittmacherimpulsgenerator, die Elektrode, das Herz und der Rückweg durch den Körper zum Generator einen elektrischen Kreis. Nach der Erfindung wird die Vorrichtung an den elektrischen Kreis mit der Elektrode und dem Herzen angeschlossen. Eine Einrichtung prüft und hält die augenblickliche Spannung an diesem Kreis beim Einschwingen eines vom Generator erzeugten Impulses, wenn die Wirkung der Kapazität im Kreis des Herzschrittmachers mit dem Impulsgenerator und der Elektrode und die des Herzens so ist, daß der erzeugte Strom nur von der Impulsgeneratorspannung bestimmt und der Ausgangsimpedanz, dem Widerstand der Elektrodenzuleitung und dem Widerstand im Kontaktgebiet zwischen dem Herzgewebe und der Elektrode äquivalent ist. Eine Einrichtung leitet den Kontaktwiderstand von der jeweiligen Spannung an einem äquivalenten Modell für den Stromkreis aus Schrittmachen und dem Herzen ab, wobei die Kapazitätswirkung beim Einschwingen eines Impulses in Rechnung gestellt wird. 130024/0667
ORIG/NAL INSPECTED
Bei eine» bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die Vorrichtung eine Steuerschaltung, die durch die Vorderkante eines vom Generator erzeugten Impulses getriggert wird und ein Signal beim Einschwingen des Impulses liefert.
Die Vorrichtung enthält ferner einen Prüf- und Haltekreis, der von dem von der Steuerschaltung erzeugten Signal aktiviert wird. Auf das Signal hin ninunt die Prüf- und Halteschaltung die augenblickliche Spannung am elektrischen Kreis mit der Elektrode und dem Herzen auf.
Die Vorrichtung enthält ferner eine Schaltung zum Bearbeiten analoger Signale, die auf einem äquivalenten Schaltungsmodell für die vom Schrittmacher gebeildeten elektrischen Kreise einschließlich Impulsgenerator und Elektrode basiert, wobei die Wirkung der Kapazität beim Einschwingen eines Impulses zum Ableiten des Widerstandes im Kontaktgebiet zwischen dem Herzgewebe und der Elektrode von der Jeweiligen im Prüf- und Haltekreis gehaltenen Spannung in Rechnung gestellt wird. Die Vorrichtung enthält ferner eine Einrichtung zum Aufzeigen des gemessenen Kontaktwiederstandes, so daß ein Chirurg bestimmen kann, ob die Elektrode an einer anderen Stelle am Herzen implantiert werden soll, um zu gewährleisten, daß der Kontaktwiderstand verhältnismäßig niedrig ist, so daß es wahrscheinlich ist, daß der Schrittmacher weiter das Herz nach dem Implantieren der Elektrode für eine längere Zeit schlagen läßt, und daß auch die Abschwächung der Rückkopplung des natürlichen Stimulus zum Hemmen des Impulsgenerators
130024/0667
ORIGINAL INSPECTED
in einer Schrittmacherausführung verhältnismäßig niedrig ist, um die Gefahr des Einflusses einer Zerfaserung so klein wie möglich zu halten.
Zur Erläuterung der Erfindung werden die Zeichnungen beschrieben. In diesen ist:
Figur 1 ein Schaltbild eines äquivalenten Modells, bestehend aus einem Schrittmacher, dem Impulsgenerator und der Elektrode sowie des Herzens;
Figur 2 ein Diagramm der Spannungscharakteristik der Schaltung nach Figur 1, wobei ein von Generator erzeugter Impuls überlagert ist;
Figur 3 ein Schaltbild des äquivalenten # Modells nach Figur 1 beim Einschwingen eines vom Generator erzeugten Impulses;
Figur 4 ein Schaltscheaa einer Vorrichtung nach eine» bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung zum Bestimmen des Kontaktwiderstandes, wo der Widerstand der Elektrodenleitung zum Kontaktwiderstand verhältnismäßig klein ist und
Figur 5 eine Abänderung der Schaltung nach Figur 4 zum Bestimmen des Kontaktwiderstandes, wo der Widerstand der Elektrodenleitung zua Kontaktwiderstand verhältnismäßig klein ist.
- 9 130024/0667
ORfGfNACfNSPECTED
Die Schaltung aus Schrittmacher, Generator und Elektrode sowie dem Herzen ist eine Widerstands-Kondensator-Schaltung, die den Widerstand im Kontaktgebiet zwischen dem Herzgewebe und der Elektrode enthält. Ein äquivalentes Schaltungsmodell für die Schaltung mit dem Schrittmacher und dem Herzen zeigt Figur 1.
Der Generator 10 wird von einer Spannungsquelle zum Erzeugen von Impulsen mit einer Amplitude e_ in Serie mit einer äquivalenten Ausgangsimpedanz zQ dargestellt. Der Widerstand der Elektrodenleitung plus dem Kontaktwiderstand zwischen Herzgewebe und Elektrode wird vom ohmischen Widerstand R dargestellt und das Herz von einem Widerstand R0 und einer Kapazität Cs in Serie. R und C sind die Widerstandsund Kapazitäts-Komponenten einer Parallelschaltung, die das die Elektrode ait dem Körperrückweg umgebende Körpergewebe darstellen. Die jeweilige Spannung durch die Elektrode zum Herzen ist mit e bezeichnet.
Die vo» Generator 10 erzeugten Impulse sind praktisch rechteckig wie der Impuls P in Figur 2 und könnte eine Dauer von 1,7 Millisekunden aufweisen. Die jeweilige Spannung e hängt teilweise von der Größe der Ausgangsimpedanz Zq des Generrators 10 ab. Wenn diese Impedanz niedrig ist, ist die Spannung e praktisch rechteckig. Ist sie groß, so besitzt sie die Form, die vom Schrittsignal S in Figur 2 dargestellt wird, die in der Form dem Schrittsignal ähnlich ist, das vom natürlichen stimulierenden System erzeugt wird. Folglich ist ein Impulsgenerator mit großer Ausgangsimpedanz vorzuziehen, wie der der Firma Medtronic, Inc. Minnesota, Modell 5Θ880Α, so daß sich der künstlich erzeugte Stimulus einem natürlich auftretenden nähert.
1 30024/0667 - io -
302978S - ίο -
Die Anstiegszeit des Impulses P ist ohne Bedeutung. Folglich stimmt die Vorderkante P1 des Impulses P etwa mit der Spannungsachse in Pigur2 "bei» Einschwingen des Impulses überein.
Nach Figur 1 fließt ein Jeweiliger Strom i über die Elektrode, immer wenn der Generator einen Impuls erzeugt. Der Strom i wird in drei Ströme i-., ip» und i, unterteilt, die in drei Abzweigungen der Schaltung mit dem Herzen und dem umgebenden Gewebe fließen. Besonders der Strom I1 fließt über die das Körpergewebe umgebenden Widerstände R und der Strom i£ fließt in die das Gewebe umgebende Kapazität C und der Strom i, durch die Serienschaltung aus dem Widerstand FU mit der Impedanz des Herzens. Der Strom i ist gleich der Summe der Ströme i, , i_ und
Beim Messen der Durchschnittswerte der Spannung e und des Stromes i, ergibt das Verhältnis e: i eine Impedanz, die sich auf den ganzen elektrischen Kreis aus Schrittmacher und Herzen bezieht. Der Kontaktwiderstand kann jedoch nicht gesondert aus der errechneten Impedanz bestimmt werden, da diese nur die kombinierte Wirkung von Elektrodenwiderstand R, dem Widerstand RD und der Kapazität ejL Cn und dem
tr S+ Jr
Herzwiderstand R_ und der Herzkapazität C anzeigt. Folglich wird bestimmt, ob die Elektrode chirurgisch an einer anderen Stelle des Herzens implantiert werden soll, um einen hohen Kontaktwiderstand zu vermeiden, was nicht möglich wäre.
- 11 130024/0667
ORIGJNAL 'tW.
Nach der Erfindung wird der Kontaktwiderstand beim äquivalenten Schaltungsmodell nach Figur 1 für den Kreis mit Schrittmacher und Herz abgeleitet, wobei das Prinzip der Energieerhaltung in Rechnung gestellt wird, daß die Spannung am Kondensator sich nicht augenblicklich ändern kann. Deshalb wird bei Einschwingen eines Impulses die das Gewebe umgebende Kapazität Cp ganz entladen und wirkt als Kurzschluß sowohl am das Gewebe umgebenden Widerstand Rp als auch am Kreis des Herzens aus dem Widerstand R_ und der Kapazität C . Beim Einschwingen eines Iupulses vereinfacht die Schaltung nach Figur 1 die äquivalente Modellschaltung nach Figur 3.
Beim Einschwingen eines Impulses ist der Strom i (0) nach Figur 3 durch folgende Gleichungen gegeben:
1 (0) ■ 6S (I) und i (O) = e(0) /R (II), Z0 + κ
Setzt man auf der rechten Seite der Gleichung II den Strom i(0) in die Gleichung I und löst diese für den Wert des Elektrodenwiderstandes R auf, so ergibt sich die folgende Gleichung:
e(0) Z0
R=-
s - e(0) (III).
Aus der Gleichung III ist zu ersehen, daß der Elektrodenwiderstand R bestimmt werden kann, wenn die Impulsamplitude ee und die Ausgangsimpedanz Zn wie
S KJ
auch die jeweilige Spannung e(0) bekannt oder gemessen sind.
- 12 -
130024/0687
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung zum Bestimmen des Kontaktwider stan-des enthält grundsätzlich eine Schaltung zum Aufnehmen der Spannung e(O) beim Einschwingen eines Impulses un die Schaltung zum Lösen der Gleichung III auf bekannten Werten für e„ und Zn
S U
und dem gemessenen Wert für e(O). Die Werte für die Impulsamplitude e„ und die Ausgangsimpedanz Zn sind auf der Datenplatte des Generators aufgeführt oder können leicht aus Thevenins Äquivalentschaltungen bestimmt werden.
Die Vorrichtung zum Ableiten des Kontaktwiderstandes enthält die Steuerschaltung, die auf die Vorderkante eines Impulses anspricht und den Prüf- und Haltekreis zum Speichern der jeweiligen Spannung e(O) und die Signalbearbeitungsschaltung zum Lösen der Gleichung III einschaltet. Das Blockdiagramm der Vorrichtung wird in Figur 4 gezeigt. Sie ist an die Anschlüsse X-X in Figur 1 der elektrischen Schaltung mit Elektrode und Herz gelegt.
Nach Figur 4 ist der Schalter SW zunähest geschlossen. Er verbindet die Schaltung 11 mit den Klemmen X-X. Die Schaltung 11 wird vom Spannungsanstieg an der Vorderkante eines Impulses ausgelöst und erzeugt beim Einschwingen des Impulses ein Einschaltsignal, das den Prüf- und Haltekreis 12 wirksam macht. Beim Wirksamwerden des von der Schaltung 11 erzeugten Signals nimmt der Prüf- und Haltekreis 12 an den Klemmen X-X die jeweilige Spannung auf. Wie bereits erwähnt, ist die Anstiegszeit des Impulses P in Figur 2 ohne Bedeutung. Vorzugsweise sind die
130024/0867
ORIGINAL INSPECTED
Schaltung 11 und der Prüf- und Haltekreis 12 im Handel erhältlich und werden zum Aufnehmen und Speichern der Jeweiligen Spannung in extrem kurzer Zeit in der Größenordnung von 500 Nanosekunden und weniger aus de» Einschwingen eines Impulses gewählt. Die jeweilige Spannung soll vorzugsweise weniger als zwei Mikrosekunden und nicht mehr als fünf Mikrosekunden vom Einschwingen des Impulses aufgenommen und gespeichert werden. Die gespeicherte Spannung entspricht der Spannung e(0) in Figur 3 am Elektrodenwiderstand R.
Der Ausgang des Prüf- und Haltekreises 12 liegt an den Verstärkern A-, und Ap (Figur 4), so daß die gespeicherte Spannung e(0) an diese gelangt. Der Verstärker A, ist ein Umkehrverstärker mit einem Eingangswiderstand Rj/Rj_ und einem Rückkopplungswiderstand Rf der auf eine Verstärkung Rf/Rf gleich dem Wert der bekannten Ausgangsimpedanz ZQ des Generators eingestellt ist. Folglich ist das Signal am Ausgang des Verstärkers A,
e(0) Z0 (IV).
Der Verstärker A2 ist ein Nicht-Umkehrverstärker mit einer Abweichung, die von einem Potentiometer P1 gleich der Impulsamplitude e„ eingestellt wird. Die Werte der Widerstände R1 und R2 sind für eine Verstärkung von R,/R2 gleich Eins gewählt. Folglich ist das Signal am Verstärkerausgang A2:
es = e(0) (V).
- 14 -
130024/0667
ORIGINAL iNiSPEC'r'!"n .
Die Ausgänge der Verstärker A^ und A2 liegen an einem Teiler 13» der das Signal am Verstärkerausgang A^ teilt, das einen Wert e(0) ZQ vom Signal am Ausgang des Verstärkers Ap besitzt, das wiederum einen Wert e -e(0) aufweist, wodurch ein Signal gleich dem Wert des Elektrodenwiderstandes R nach der Gleichung III erzeugt wird.
Der bekannte Wert der äquivalenten Ausgangsimpedanz ZQ des Generators ergibt die Verstärkung R-f/R.» des Verstärkers A, in Figur 4. Der erwähnte Generator Modell 5880A der Firma Medtronic besitzt eine Ausgangsimpedanz Zq gleich 4,84 kOhm. Ferner ergibt der bekannte Wert der Impulsamplitude e_ die Abweichung des Verstärkers A- mittels des Potentiometers P,. Beispielsweise besitzt der erwähnte Impulsgenerator Modell 5880A eine Impulsamplitude es gleich 31 Volt. Wenn die Verstärkung R^/R^ des Verstärkers A, und die Abweichung des Verstärkers A2 bestehen, ist die Schaltung zum Ableiten des Elektrodenwiderstandes aus der jeweiligen Spannung e(0) bereit, die im Prüf- und Haltekreis 12 gespeichert ist.
Der Widerstand der Elektrodenleitung variiert von einer Elektrode zur anderen. Im allgemeinen liegt er zwischen 6 und 75 Ohm. Die Elektrode des Medtronic-Sutureless Myocardial Lead Modells 6917 besitzt einen Leitungswiderstand von sechs Ohm. Dagegen liegt der gemessene Widerstand des Kontaktgebietes zwischen dem Herzgewebe und einer Schrittmacherelektrode, die chirurgisch ins Herz implantiert ist, zwischen minimal 150 und l60 Ohm.
130024/0667
ORIGINAL INSPECTED2
Ein kleiner Leitungswiderstand von sechs Ohm ist gegenüber dem Kontaktwiderstand unbedeutend und nach Erreichen eines gewissen Wertes des Kontaktwiderstandes kann er auch in den Fehler des Arbeitens der Schaltung fallen. Polglich kann der Elektrodenwiderstand vernachlässigt werden und der Ausgang des Teilers 13 kann an einem digitalen Voltmeter 14 liegen (Figur 4), da in praktischem Sinn den gemessenen Kontaktwiderstand in Ohm anzeigt.
Wenn der Widerstand der Elektrodenleitung nicht klein ist, d.h. in der Größenordnung von 75 Ohm liegt, ist er gegenüber dem Kontaktwiderstand nicht vernachlässigbar und muß zum Erhalt einer Messung des Kontaktwiderstandes subtrhiert werden. Eine Abänderung der Schaltung nach Figur 4 zum Subtrahieren der Elektrodenwiderstandsleitung zeigt Figur 5. Der Ausgang des Teilers 13 liegt nicht unmittelbar am Voltmeter 14 sondern an einem Eingang eines Verstärkers A-,. dessen anderer Eingang am Potentiometer Pp liegt, das auf eine Spannung mit einem Wert gleich dem des Elektrodenleitungswiderstandes eingestellt ist. Vorzugsweise ist die Elektrode jedoch zunächst unmittelbar an den Generator geschaltet und dann wird das Potentiometer Ρ« so eingestellt, daß das Signal am Verstärkerausgang A-x unmittelbar vor dem Implantieren der Elektrode in das Herz Null ist. Dieses Verfahren dient nicht nur zum automatischen Subtrahieren des Elektrodenleitungswiderstandes, sondern bringt auch die Betriebsfehler der Schaltung auf Null. Der Ausgang des Verstärkers A, liegt am Digitalvoltmeter 14. Der Verstärker subtrahiert den Leitungswiderstand automatisch, so daß der tatsächliche Kontaktwiderstand auf dem Voltmeter angezeigt wird.
130024/0667 - 16 -
ORIGINAL IN3P£CT£D
302978a
Bei gemessenem Kontaktwiderstand kann ein Chirurg bestimmen, ob er die Elektrode an einer anderen Stelle am Herzen implantiert, um zu gewährleisten, daß der Kontaktwiderstand so verhältnismäßig niedrig ist, daß der Schrittmacher wahrscheinlich weiter das Herz für eine längere Zeit schlagen läßt, nachdem die Elektrode implantiert worden ist. Auch bei einem Schrittmacher der Befehlsart kann, wenn der Kontaktwiderstand verhältnismäßig hoch ist, die natürliche Stimulusrückkopplung zum Hemmen des Impulsgenerators so geschwächt werden, daß der Schrittmacher nicht ge-i hemmt wird, so daß die Gefahr besteht, daß der Generator einen Impuls erzeugt der eine Zerfaserung bewirkt, die möglicherweise den Tod herbeiführt. Durch Messen des Kontaktwiderstandes kann eine Entscheidung, ob die Elektrode auf dem Herzen im Gebiet niedrigen Kontaktwiderstandes zurückgebracht wird, die Gefahr einer Zerfaserung auf einem Minimum halten.
Bei Kenntnis des Kontaktwiderstandes kann ein Chirurg dann erkennen, ob die Schwelle zum Gehenlassen des Herzens primär vom Kontaktwiderstand oder dem Abstand der Elektrode von den Purkinje-Fasern im Herzen abhängt. Außerdem kann der Wert des Kontaktwiderstandes zum Errechnen der tatsächlichen Spannung am Herzen dienen, die in künftiger Forschung noch wesentlich verbessert werden kann. Die Erfindung ist in Verbindung mit dem Messen des ohmischen Widerstandes am Kontakt zwischen dem Herzgewebe und einer Schrittmacherelektrode beschrieben worden, die chirurgisch in das Herz implantiert worden ist. Diese Beschreibung stellt keine Beschränkung dar. D.h. die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Messen des ohmischen Widerstandes einer am Körpergewebe angebrachten Elektrode und nicht auf das Messen des
130024/0667 - 17 -
ORlR(MAl
ohmischen Widerstandes einer ins Herz implantierten Schrittmacherelektrode. Beispielsweise kann die Erfindung zum Messen des ohmischen Widerstandes im Kontaktgebiet zwischen einem Zwerchfellgewebe und einer Schrittmacherelektrode dienen, die chirurgisch ins Zwerchfell implantiert ist, oder den ohmichen Kontakt einer an einem anderen Körpergewebe angebrachten Elektrode, wie an der Haut, z.B. als Elektrokardiographenelektrode. Dies ergibt sich aus der Wirkung der Kapazität des umgebenden Körpergewebes, die das Messen des ohmischen Kontaktwiderstandes einer am Körpergewebe angebrachten Elektrode der auf der äquivalenten Modellschaltung nach Figur 3 basiert.
- 18 (Zusammenfassung)
1 30024/0667
Zusammenfassung
Es werden Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen des ohmischen Kontaktwiderstandes d.h. des reinen Gleichstromwiderstandes zwischen dem Herzgewebe und einer chirurgisch ins Herz implantierten Schrittmacherelektrode beschrieben. Nach der Implantation der Elektrode enthalten der Schrittmacherimpulsgenerator, die Elektrodenleitung, die Elektrode, das Herz und der Rückweg über den Körper zum Generator einen Seriel-Parallel-Widerstand-Kapazitäts-Schaltung. Der Kontaktwiderstand wird von der an der Schaltung aus Elektrode und Herz bestehenden Kreis liegenden Vorrichtung gemessen. Die Vorrichtung enthält eine Schaltung zum Prüfen und Halten der Jeweiligen Spannung an der Schaltung mit Elektrode und Herz beim Einschwingen eines Impulses des Generators, wenn die Wirkung einer Parallelkapazität in der Schaltung aus dem Generator, der Elektrodenleitung, der Elektrode, dem Herzen und dem Rückweg so ist, daß der ursprünglich erzeugte Strom nur von der Spannung und der äquivalenten Ausgangsimpedanz des Generators, des Elektrodenleitungswiderstandes, des Kontaktwiderstandes zwischen Herzgewebe und Elektrode bestimmt ist. Die Vorrichtung enthält ferner eine Bearbeitungsschaltung für Analogsignale zum Ableiten des Kontaktwiderstandes aus der Jeweiligen Spannung, die auf einer äquivalenten Modellschaltung für die elektrische Schaltung aus dem Schrittmacher und dem Herzen basiert, wobei die Wirkung der Parallelkapazität beim Einschwingen eines Impulses in Rechnung gestellt wird.
- 19 1300 24/0667
ORIGINAL INSPECTED
Die Vorrichtung enthält außerdem eine Einrichtung zum Anzeigen des gemssenen Kontaktwiderstandes, bei dem ein Chirurg die Elektrode in das Herz an einer Stelle optimalen Widerstandes implantieren kann, wodurch ein zuverlässigerer Betrieb des Schrittmachers gewährleistet ist. Das beschriebene Verfahren und die beschriebene Vorrichtung können auch zum Messen des ohmischen Kontaktwiderstandes an einer an anderen Körpergeweben angebrachten Elektrode verwendet werden.
130024/0667
Leerseite

Claims (9)

  1. PATENTANWALTSBÜRO
    3 ü29786
    PATENTANWÄLTE
    DIPL-ING. W. MEISSNER DIPL-ING. P. E. MEISSNER DIPL-ING. H.-J. PRESTING
    Zugelassene Vertreter vor dem Europäischen Patentamt -Professional Representatives before tha European Patent Office
    Ihr Zeichen
    Ihr Schreiben vom
    Unsere Zeichen HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN 33
    mJr/Go. 4. August 1980
    Children's Hospital
    Eiland and Bethesda Avenues
    Cincinnati, Ohio 45229 USA
    Verfahren zum Messen des ohmischen Widerstandes einer an einen Körpergewebe angebrachten Elektrode.
    Patentansprüche;
    Verfahren zum Messen des ohmischen Widerstandes einer an einem Körpergewebe angebrachten Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsgenerator mit einer Impulsamplitude und einer gegebenen äquivalenten Ausgangsimpedanz an die Elektrode angeschlossen wird, wobei Generator, Elektrode und Körpergewebe einen elektrischen Kreis bilden, daß die
    30024/0667
    TELEX: TELEGRAMM: TELEFON; BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: 1 - 856« INVENTION BERLIN BERLINER BANK AQ. W. MEISSNER, BLN-W invan d BERLIN 030/891 60 37 BERLIN 31 122 82 -109 030/892 23 82 3685716000
    jeweilige Spannung an Körpergewe.be und Elektrode beim Einschwingen des Impulses des Generators bestimmt wird, daß der ohmische Kontaktwiderstand, der auf der gegebenen Amplitude besiert, die gegebene äquivalente Impedanz und die Jeweilige Spannung ableitet und daß der ohmische Kontaktwiderstand angezeigt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Elektrode chirurgisch in ein Herz eines Patienten implantiert wird und mit dem Generator verbunden wird, der eine gegebene Ausgangsimpedanz zum Herzen zum Impulsgenerator, zur Elektrode und zum Herzen besitzt, die einen elektrischen Kreis bilden, daß der Generator eine gegebene Amplitude besitzt, daß die Impulse die Schrittmachersignale zum Stimulieren des Herzens liefern, dadurch gekennzeichnet, daß von der Vorderkante eines Impulses ein Signal erzeugt wird, daß die Jeweilige Spannungan Elektrode und Herzen auf das Signal hin geprüft und gehalten wird, und daß durch den ohmischen Kontaktwiderstand der Elektrode, der auf der gegebenen äquivalenten Ausgangsimpedanz basiert, die gegebene Amplitude und die Jeweilige Spannung abgeleitet werden.
  3. 3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsgenerator an der Elektrode liegt und eine gegebene Impulsamplitude und eine gegebene Ausgangsimpedanz liefert, wobei Generator, Elektrode und Körpergewebe einen elektrischen Kreis bilden, daß am Körpergewebe und Elektrode eime Einrichtung die Jeweilige Spannung am
    1 30024/0667
    ORIGINAL INSPECTED
    Körpergewebe bein Einschwingen eines Impulses bestimmt, daß eine Einrichtung zu« Bearbeiten analoger Signale an der Einrichtung zum Bestimmen der jeweiligen Spannung liegt und den ohmischen Kontaktwiderstand der Elektrode, der auf der gegebenen Amplitude basiert, die gegebene Ausgangsimpedanz und die jeweilige Spannung bestimmt, und daß die Bearbeitungsschaltung den ohmisehen Kontaktwiderstand anzeigt, der von der Bearbeitungsschaltung abgeleitet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung am Impulsgenerator liegt und auf die Impulsvorderkante zum Erzeugen eines Schaltsignals anspricht, daß der Prüf- und Haltekreis (12) an Elektrode und Herz alt der Steuerschaltung verbunden ist und auf das Signal zum Aufnehmen der jeweiligen Spannung an Elektrode und Herz beim Einschwingen des Impulses anspricht, daß die Bearbeitungsschaltung für Analogsignale am Prüf- und Haltekreis (12) liegt und auf die aufgenommene Spannung zum Ableiten des ohmischen Kontaktwiederstandes der Elektrode anspricht, der auf der gegebenen äquivalenten Ausgangsimpedanz der Amplitude und der jeweiligen Spannung basiert, und daß eine Einrichtung an der Bearbeitungsschaltung den ohmischen Kontaktwiderstand anzeigt, der von der Bearbeitungsschaltung abgeleitet wird.
    130024/0667
  5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umkehrverstärker (A,) mit seinen Eingang an einen Eingangswiderstand der Prüf- und Halteschaltung (12) liegt und zwischen dem Eingang und dem Ausgang ein Rückkopplungswiderstand liegt, dessen Verhältnis zum Eingangswiderstand gleich der äquivalenten Impedanz des Schrittmachers (ZQ) ist, daß ein nicht-umkehrender Verstärker (A2) mit seinem Eingang am Prüf- und Haltekreis (12) liegt, daß eine Schaltung eine Abweichung im Signal am Ausgang des nichtuakehrenden Verstärkers (A2) liefert, wobei die Abweichung gleich der Impulsamplitude (ea) ist, und daß ein Teiler (13) mit zwei Eingängen und einem Ausgang entsprechend . an die Verstärkerausgänge zum Teilen des Signals am Umkehrverstärkerausgang (A,) durch das Signal an den nicht-umkehrenden Verstärkerausgang (A2) geschaltet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenleitungswiderstand zum ohmischen Kontaktwiderstand klein und der $ Teilerausgang an die Anzeigeeinrichtung geschaltet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter nicht-umkehrender Verstärker (A,) der Analogsignalbearbeitungsschaltung mit seinem Eingang am Teilerausgang (13) liegt, und daß die Abweichung im Signal am Ausgang des nicht-umkehrenden Verstärkers (A2) an der Anzeigeeinrichtung (14) liegt.
    1 30024/0887
    ORIGINAL INSPECTED
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (l4) ein digitales Voltmeter ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (14) ein digitales Voltmeter ist.
    130024/0667
DE19803029786 1979-08-15 1980-08-04 Verfahren zum messen des ohmischen widerstandes einer an einem koerpergewebe angebrachten elektrode Withdrawn DE3029786A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/066,770 US4245643A (en) 1979-08-15 1979-08-15 Method and apparatus for measuring the ohmic contact resistance of an electrode attached to body tissue

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3029786A1 true DE3029786A1 (de) 1981-06-11

Family

ID=22071581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803029786 Withdrawn DE3029786A1 (de) 1979-08-15 1980-08-04 Verfahren zum messen des ohmischen widerstandes einer an einem koerpergewebe angebrachten elektrode

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4245643A (de)
JP (1) JPS5660548A (de)
BE (1) BE884781A (de)
DE (1) DE3029786A1 (de)
FR (1) FR2462898A1 (de)
GB (1) GB2058368B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19758110A1 (de) * 1997-12-17 1999-07-01 Biotronik Mess & Therapieg Stimulationseinrichtung zur Rückenmarkstimulation

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4337776A (en) * 1980-08-29 1982-07-06 Telectronics Pty. Ltd. Impedance measuring pacer
US4364396A (en) * 1981-06-15 1982-12-21 Medtronic, Inc. Circuit and method for measuring PSA output and energy
US4640285A (en) * 1985-01-22 1987-02-03 Cordis Corporation Sense margin evaluation system and method for use same
US4674509A (en) * 1985-05-28 1987-06-23 Cordis Corporation System and method for detecting evoked cardiac contractions
US4708142A (en) * 1985-05-28 1987-11-24 Cordis Corporation Automatic cardiac capture threshold determination system and method
US4677986A (en) * 1985-05-28 1987-07-07 Cordis Corporation Unsaturable sense amplifier for pacer system analyzer
US4729376A (en) * 1985-05-28 1988-03-08 Cordis Corporation Cardiac pacer and method providing means for periodically determining capture threshold and adjusting pulse output level accordingly
US4674508A (en) * 1985-05-28 1987-06-23 Cordis Corporation Low-power consumption cardiac pacer based on automatic verification of evoked contractions
FR2624024A1 (fr) * 1987-12-07 1989-06-09 Brehier Jacques Stimulateur cardiaque et procede de reglage de ce stimulateur
US5197479A (en) * 1991-05-13 1993-03-30 Mortara Instrument Automatic electrode channel impedance measurement system for egg monitor
US5201865A (en) * 1991-10-28 1993-04-13 Medtronic, Inc. Medical lead impedance measurement system
SE9203284D0 (sv) * 1992-11-04 1992-11-04 Siemens Elema Ab Hjaertstimulator
SE9300825D0 (sv) * 1993-03-12 1993-03-12 Siemens Elema Ab Anordning foer maetning av elektrisk aktivitet i hjaertat
US5425751A (en) * 1993-07-30 1995-06-20 Medtronic, Inc. Method and apparatus for optimum positioning of a muscle stimulating implant
US5713367A (en) * 1994-01-26 1998-02-03 Cambridge Heart, Inc. Measuring and assessing cardiac electrical stability
SE9402297D0 (sv) * 1994-06-29 1994-06-29 Siemens Elema Ab Indikeringsanordning
US5620474A (en) * 1995-04-24 1997-04-15 Vitatron Medical, B.V. System and method for determining indicated pacemaker replacement time based upon battery impedance measurement
SE9604215D0 (sv) * 1996-11-18 1996-11-18 Pacesetter Ab Apparatus for tissue stimulation
AU758284B2 (en) * 1997-06-05 2003-03-20 Adiana, Inc. Method and apparatus for tubal occlusion
US5836990A (en) * 1997-09-19 1998-11-17 Medtronic, Inc. Method and apparatus for determining electrode/tissue contact
DE19749710A1 (de) * 1997-10-31 1999-05-06 Biotronik Mess & Therapieg Elektrostimulator
US6141585A (en) * 1998-05-08 2000-10-31 Intermedics Inc. Implantable cardiac stimulator with electrode-tissue interface characterization
US8702727B1 (en) 1999-02-01 2014-04-22 Hologic, Inc. Delivery catheter with implant ejection mechanism
US6309384B1 (en) * 1999-02-01 2001-10-30 Adiana, Inc. Method and apparatus for tubal occlusion
US20080033492A1 (en) * 2000-01-07 2008-02-07 Biowave Corporation Electro-therapy method
US20050187591A1 (en) * 2000-01-07 2005-08-25 Biowave Corporation Electro therapy method and apparatus
US20070016268A1 (en) * 2000-01-07 2007-01-18 John Carter Percutaneous electrode array
US6434431B1 (en) * 2000-01-20 2002-08-13 Medtronic, Inc. Intramuscular medical electrical lead with fixation member
US6445952B1 (en) * 2000-05-18 2002-09-03 Medtronic, Inc. Apparatus and method for detecting micro-dislodgment of a pacing lead
US6780182B2 (en) 2002-05-23 2004-08-24 Adiana, Inc. Catheter placement detection system and operator interface
US20040024425A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-05 Worley Seth J. Method and apparatus for using a cardiac stimulating, sensing and guidewire combination
DE10250996A1 (de) * 2002-10-30 2004-05-13 Biotronik Meß- und Therapiegeräte GmbH & Co. Ingenieurbüro Berlin Stimulationsvorrichtung mit Stimulationserfolgskontrolle
US7907999B2 (en) * 2006-01-25 2011-03-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services Apparatus and method for measuring physiological characteristics of an intact trachea in vitro
US7818058B2 (en) 2006-08-25 2010-10-19 Ivy Biomedical Systems, Inc. Automated ECG lead impedance measurement integrated into ECG gating circuitry
US20090036840A1 (en) * 2006-11-22 2009-02-05 Cytyc Corporation Atraumatic ball tip and side wall opening
US20100063360A1 (en) * 2006-11-28 2010-03-11 Adiana, Inc. Side-arm Port Introducer
WO2009023488A1 (en) * 2007-08-10 2009-02-19 Consolidated Research, Inc. Apparatus and method for high-speed determination of bioelectric electrode impedances
US20090125023A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-14 Cytyc Corporation Electrosurgical Instrument
US9622673B2 (en) * 2007-12-14 2017-04-18 Siemens Healthcare Gmbh System for determining electrical status of patient attached leads
US20100094074A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Hologic Inc. Brachytherapy apparatus and methods employing expandable medical devices comprising fixation elements
US20100094075A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Hologic Inc. Expandable medical devices with reinforced elastomeric members and methods employing the same
US8231619B2 (en) * 2010-01-22 2012-07-31 Cytyc Corporation Sterilization device and method
US8550086B2 (en) 2010-05-04 2013-10-08 Hologic, Inc. Radiopaque implant
JP6140403B2 (ja) * 2012-07-30 2017-05-31 フクダ電子株式会社 心臓刺激検査システム及び心臓刺激検査システムの作動方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3757790A (en) * 1971-05-05 1973-09-11 C Herrmann Threshold analyzer and stimulator testing device with internal generator
DE2316326A1 (de) * 1972-05-08 1973-11-29 Siepem Fa Kombiniertes geraet zur hygiene des haares und zur gesichtspflege
US4141367A (en) * 1977-04-29 1979-02-27 Med Telectronics Ltd. Cardiac electrode/pacer system analyzer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19758110A1 (de) * 1997-12-17 1999-07-01 Biotronik Mess & Therapieg Stimulationseinrichtung zur Rückenmarkstimulation
DE19758110B4 (de) * 1997-12-17 2004-07-29 Biotronik Meß- und Therapiegeräte GmbH & Co. Ingenieurbüro Berlin Stimulationseinrichtung zur Rückenmarkstimulation

Also Published As

Publication number Publication date
FR2462898A1 (fr) 1981-02-20
JPS5660548A (en) 1981-05-25
GB2058368B (en) 1983-05-05
US4245643A (en) 1981-01-20
BE884781A (fr) 1980-12-01
GB2058368A (en) 1981-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3029786A1 (de) Verfahren zum messen des ohmischen widerstandes einer an einem koerpergewebe angebrachten elektrode
DE69430028T2 (de) Zeitbereichsreflektometer zur Impedanzmessung in einem implantierbaren Herzschrittmacher
DE69313778T2 (de) Vorrichtung zur Stimulation des Herzens
DE69331961T2 (de) Frequenzadaptiver Herzschrittmacher gesteuert mittels unipolar gemessener Impedanz
DE69636715T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines synthetisierten Elektrokardiogramms
DE3136560C2 (de)
DE69916691T2 (de) Herzschrittmacher
DE69101547T2 (de) Herzschrittmacher mit im Kreislauf platzierten Blutdruckaufnehmer zur Anzeige der Körperlage eines Patienten.
DE69423674T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Uberwachung von Herzschrittmacherelektroden
DE2417800A1 (de) Schwellwert-abtastanlage fuer die stimulation eines physiologischen systems
DE2800524A1 (de) Vorrichtung zur unterdrueckung von herzschrittmacher-fehlersignalen
DE69226345T2 (de) Erfassung der Bewegung zwischen einer Elektrode und einem Patienten und schnelle Wiederherstellung der Grenzen
DE10012503B4 (de) Elektrotherapievorrichtung, insbesondere Defibrillator, zur Impedanzabschätzung mit dynamischer Signalverlaufssteuerung
DE69710502T2 (de) Gerät zur gewebestimulation
DE10038922A1 (de) Folgeleistungsüberwachungsgerät und -Verfahren
DE2755706A1 (de) Herzschrittmacheranordnung
DE1946663A1 (de) Geraet zur Steuerung der Muskeln von Lebewesen
DE2322836A1 (de) Ueberwachungsgeraet
DE2263834C3 (de) Vorrichtung zum Kontrollieren der von einem Herzschrittmacher an die in das Herz eingesetzten Elektroden gelieferten Spannung
DE69733276T2 (de) Stromwellenform für elektrotherapy
DE69820995T2 (de) Verfahren zur prüfung einer ausgabeschaltung vor einem defibrillationsimpuls
EP0574609B1 (de) Defibrillator/Kardiovertierer
DE60109117T2 (de) Vorrichtung zur Messung der komplexen Impedanz einer Sonde, einer aktiven implantierbaren medizinischen Vorrichtung, insbesondere eines Herzschrittmacher, Defibrillator, und/oder Kardiovertierer
EP0574608B1 (de) Defibrillator/Kardiovertierer
DE3222315C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee