DE69423276T2 - Schaltung zur Feststellung von Tachyarrhythmien - Google Patents

Schaltung zur Feststellung von Tachyarrhythmien

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Description

  • Die Erfindung betrifft Erfassungsschaltungen für Tachyarrythmie-Erfasser und insbesondere Erfassungsschaltungen für implantierbare Tachyarrythmie-Erfasser, die an dem Myokardium bzw. Herzmuskel oder in der Nähe desselben angebrachte Elektroden verwenden, die im Gegensatz zu auf der Haut zur Erfassung der elektrischen Herzaktivität angebrachten externen Elektroden als direkte Herzelektroden bezeichnet werden. Defibrillatoren, Geräte zur Kardioversion, Anti- Tachykardie-Herzschrittmacher, automatische und implantierbare, oder Vorrichtungen, die zwei oder mehr dieser Funktionen verbinden, benötigen Tachyarrythmie-Erfasser. Aufgabe der Erfassungsschaltung ist die Erfassung und Signalisierung des Auftretens einer Herzdepolarisation in dem Gewebe, das einer oder mehreren das Herz berührenden oder in dessen Nähe befindlichen Elektroden benachbart ist.
  • Es ist wesentlich, den Erfassungsverstärker zu isolieren, um diesen gegenüber einer Sättigung aufgrund von Stimulationsimpulsen zu schützen und andere Arten des Schutzes gegen die durch externe Störungsquellen hervorgerufenen Schäden oder Fehlfunktionen vorzusehen. Dem Fachmann sowie dem Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung sind diese Techniken vertraut. Es ist auch wichtig, einen Komparator bzw. Vergleicher mit positiven und negativen symmetrischen Erfassungsschwellen oder einen Zweiweg-Gleichrichter und einen einzigen Komparator zum Erfassen der zwei Polaritäten der Signale vorzusehen. Mit diesen Techniken ist der Fachmann und auch der Fachmann aus dem Gebiet der Erfindung gleichfalls vertraut. Das Gebiet der Erfindung ist die Auswahl der Filtercharakteristiken und der Schwelle des Komparators. Sie kann gleichsam bei Systemen angewandt werden, die eine zusätzliche absolute Refraktärperiode (Blanking), einen Schutz gegenüber Störungen bzw. Interferenzen, eine Gleichrichtung und/oder symmetrische Schwellen des Komparators aufweisen.
  • Das Anwendungsfeld der Erfindung umfasst Erfassungsschaltungen der aurikulären oder ventrikulären Arrhythmie.
  • Das US Patent Nr. 4 184 493 im Namen von Langer (eingereicht im Februar 1978) beschreibt eine Erfassungsschaltung für einen implantierbaren Defibrillator, mit einem Verstärker, einem Hochpassfilter erster Ordnung (mit einer nicht beschriebenen Grenzfrequenz), einem bidirektionalen Komparator und einer Schaltung, die den Bruchteil der Zeit misst, während der das Signal durch den Komparator validiert wird. Der Erfasser bzw. Detektor misst letztlich das mittlere Verhältnis zwischen der starken Steigung und geringen Steigung des Elektrokardiogramms (EKG). Die Schaltung umfasst eine Gegenkopplung zum automatischen Einstellen der Verstärkung des Verstärkers, um die Amplitude am Ausgang des Filters konstant zu halten.
  • Das US Patent Nr. 4 393 877 im Namen von Imran (eingereicht im Mai 1981) beschreibt eine Erfassungsschaltung für einen implantierbaren Defibrillator, die eine Erfassung der Steigung und eine Erfassung des Nulldurchgangs aufweist. Der Detektor für die Steigung umfasst einen Verstärker, ein Hochpassfilter erster Ordnung (mit einer nicht beschriebenen Grenzfrequenz), einen unidirektionalen Komparator und einen monostabilen Multivibrator zur Zeitberechnung einer Refraktärperiode. Die Schaltung gemäß Imran umfasst eine Gegenkopplung zur automatischen Einstellung der Verstärkung des Verstärkers, um die Amplitude am Eingang des Filters konstant zu halten.
  • Das US Patent Nr. 4 559 946 im Namen von Mower (eingereicht im Juni 1982) beschreibt gleichfalls eine Erfassungsschaltung, die die Schocks mit der Herzaktivität bei einem implantierbaren Defibrillator synchronisiert, wobei die Schaltung eine Schaltung zur Erfassung der Steigung, gefolgt von einem Komparator aufweist. Die Schaltung gemäß Mower umfasst eine Gegenkopplung zur automatischen Einstellung der Schwelle des Komparators auf einen Bruchteil des vorherigen Amplitudenscheitelwerts am Ausgang des Filters.
  • Das US Patent Nr. 4 819 643 im Namen von Menken (eingereicht im November 1986) beschreibt einen Defibrillator mit Funktionen zur Stimulation und zur Erfassung, und mit einem separaten Kanal der Fibrillationserfassung mit automatischer Verstärkungssteuerung, der die Stimulation verzögert, bis die Verstärkung des Kanals der Fibrillationserfassung seine maximale Empfindlichkeit erreicht. Menken gibt keine Details bezüglich des Durchlassbandes des Verstärkers an.
  • Das US Patent Nr. 4 940 054 im Namen von Grevis (eingereicht im April 1988) beschreibt einen Defibrillator mit zumindest zwei Empfindlichkeitswerten, die abhängig von der Art des erfassten Rhythmus umgeschaltet werden. Grevis gibt gleichfalls keine Einzelheiten bezüglich des Durchlassbandes des Verstärkers an.
  • Das US Patent Nr. 4 880 004 im Namen von Baker (eingereicht im Juni 1988) beschreibt eine Schaltung zur Erfassung der Arrhythmie, die einen Eingangsverstärker mit nicht spezifiziertem Durchlassband umfasst, gefolgt von einem Erfassungskanal mit Hochpassfilter mit 25 Hz. und einem Messkanal mit zusätzlicher Hochpassfilterung mit 12 Hz, wobei jedem Kanal Komparatoren folgen. Die Schaltung gemäß Baker umfasst eine Gegenkopplung zur automatischen Einstellung der Verstärkung des Verstärkers, um den Bereich der Erfassung (das heisst, die Differenz zwischen dem Signal in dem Erfassungskanal und seine Schwelle) konstant zu halten. Aufgrund der zusätzlichen Filterung in dem Messkanal verbessert dieser Bereich die Unterscheidung bei niedrigen Frequenzen.
  • Das US Patent Nr. 4 967 747 im Namen von Carroll (eingereicht im Mai 1989) beschreibt einen implantierbaren Defibrillator mit einer Erfassungsschaltung, bestehend aus einem Block Verstärkung/Filter mit geschalteter Kapazität, mit nicht angegebenem Durchlassband, der zum Bereitstellen von Verstärkungsveränderungen ohne Einschwingvorgänge zur automatischen Steuerung der Verstärkung vorgesehen ist.
  • Das US Patent Nr. 5 117 824 im Namen von Keimel (eingereicht im November 1990) beschreibt eine implantierbare Schaltung zur Stimulation und zur Erfassung mit automatischer Schwellensteuerung, die die Schwelle nicht nach der Stimulation einstellt. Keimel gibt keine Einzelheiten bezüglich des Durchlassbandes des Verstärkers an.
  • Es gibt Raum zur Verbesserung der Erfassungsschaltungen der implantierbaren Defibrillatoren. In "State-of-the-Art of the AICD", Pace, Mai 1991, beschreibt Winkle einen Defibrillator ohne automatische Verstärkungssteuerung, bei dem die Programmierung bzw. Einstellung der Empfindlichkeit viel Sorgfalt zum Zeitpunkt der Implantierung und während der Folgezeit erfordert, um sicher zu sein, dass die T- Zacken nicht über-erfasst werden, und was noch viel wichtiger ist, dass die Fibrillation/ventrikuläre Tachykardie nicht unter-erfasst wird.
  • In "Failure of a Second and Third Generation Implantable Cardioverter to Sense Ventricular Tachycardia: Implications for Fixed-Gain Sensing Devices", Pace, Mai 1992, haben Sperry et al. beschrieben, dass "ein Bedarf für noch empfindlichere Schaltungen mit fester Verstärkung oder einer Erfassung mit automatischer Verstärkungssteuerung zum Erfassen der Signale mit schwacher bzw. niedriger Amplitude auf einer stabilen Basis besteht. Ein unerwünschter Aspekt einer derartigen erhöhten Empfindlichkeit ist der, dass die Über-Erfassung (beispielsweise der T-Zacken) sich in einer Erhöhung des Risikos ungeeigneter Entladungen niederschlägt. Der Fehler der Erfassung der ventrikulären Fibrillation wurde jedoch gleichfalls mit den Vorrichtungen mit automatischer Verstärkung signalisiert".
  • Es ist klar, dass eine Tachyarrythmie-Erfassungsschaltung Herz-Depolarisationen erfassen können muss, aber ungewünschte Signale, einschließlich der Herz-Repolarisation (T-Zacke) und einschließlich der Signale, die bei der Rückkehr des Systems zum Gleichgewicht von den Elektroden und der Ausgangsschaltung des Herzschrittmachers nach der Stimulation stammen, die als Stimulationsartefakte bezeichnet werden, ausschliessen können muss. Die aus dem bekannten Stand der Technik bekannten Techniken bestehen aus Hochpassfiltern, Refraktärperioden und einer automatischen Steuerung der Verstärkung oder der Schwelle; jedoch existieren in jedem dieser Fälle Unzulänglichkeiten.
  • Unzulänglichkeiten der aus dem Stand der Technik bekannten Hochpassfilter: ein Filter für eine lebensunterstützende implantierbare Vorrichtung muss eine minimale Komplexität haben, die notwendig ist, um zwei Funktionskriterien zu genügen: eine geringe Wahrscheinlichkeit des Ausschlusses gewünschter Signale und der Erfassung nicht gewünschter Signale. Keines der aus dem Stand der Technik bekannten Paten te beschreibt ein systematisches Vorgehen bezüglich der Auswahl der Filtercharakteristiken wie beispielsweise der Ordnung, des Gütefaktors Q und der Grenzfrequenzen, um die Funktionskriterien mit Gerätschaften minimaler Komplexität zu erfüllen.
  • Unzulänglichkeiten der Refraktärperioden: wenn die Entwickler eine ausreichend kurze Länge der Refraktärperiode auswählen, um die Erfassung von Tachyarrythmien zu erlauben, dann zeigt sich, dass die Refraktärperiode nicht die T- Zacken abdeckt, wenn die Herzfrequenz gering ist (die Dauer zwischen Depolarisation und Repolarisation steigt umso mehr, je mehr sich die Herzfrequenz verkleinert). Wenn die Refraktärperioden selbst ausreichend gewesen wären, hätten alle aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen keine komplexe zusätzliche automatische Steuerung der Verstärkung oder der Schwelle vorgesehen.
  • Unzulänglichkeiten der automatischen Steuerung der Verstärkung oder der Schwelle: die Erfasser bzw. Detektoren können die Selektivität (Wahrscheinlichkeit der Zurückweisung ungewünschter Signale) und der Empfindlichkeit (Wahrscheinlichkeit der Erfassung gewünschter Signale) mit dieser Technik verbessern, jedoch nur, wenn die Charakteristiken der zuvor erfassten Ereignisse die gleichen Charakteristiken zukünftiger Ereignisse korrekt vorhersagen. Obwohl die Entwickler von Herzschrittmachern für eine Bradykardie wissen, dass die Amplitude eines normalen Herzschlags (R- Zacke) die Amplitude der nachfolgenden R-Zacke mit einer guten Korrelation vorhersagt, müssen die Entwickler von Tachykardie-Detektoren zwei zusätzliche Fragen stellen, die im bekannten Stand der Technik nicht auftraten:
  • - In welchem Maß sagt die Amplitude des gewünschten Signals (Depolarisation bei Tachyarrythmie) die Amplitude des nachfolgenden gewünschten Signals voraus?
  • - In welchem Maß sagt die Amplitude des gewünschten Signals (in diesem Fall auch die Depolarisation bei Tachyarrythmie) die Amplitude des nachfolgenden nicht gewünschten Signals (Repolarisation) voraus?
  • Zur Beantwortung der ersten Frage betrachtet man die Natur der ventrikulären Fibrillation, die durch die direkt auf der Oberfläche des Herzens angeordneten bipolaren Elektroden erfasst wird. Der Detektor kann nicht riskieren, die Erfassung einer ventrikulären Fibrillation zu verfehlen bzw. zu verpassen, die die lebensgefährlichste der Tachyarrythmien ist. Die implantierbaren Tachyarrythmie-Erfasser verwenden normalerweise endokavitäre oder epikardische bipolare Elektroden aufgrund ihrer guten Unterdrückung von entfernten Feldern im Vergleich mit unipolaren Elektroden.
  • Die ventrikuläre Fibrillation besteht aus "vagabundierenden kleinen Zacken bzw. Wellen", multiplen Flanken der Depolarisation mit schwacher Amplitude, die sich auf zufällige Weise über die Oberfläche des Herzens in allen Richtungen verschieben. Die erfasste Amplitude, wenn eine kleine Zacke bzw. eine kleine Welle vor den bipolaren Elektroden verläuft bzw. vorbeizieht, hängt von der Komponente des Vektors der kleinen Welle ab, die sich in der Achse der bipolaren Elektroden befindet (eine senkrecht zu der Achse der Elektroden zirkulierende kleine Welle bzw. Zacke erzeugt eine Amplitude von 0, da sie gleichzeitig die zwei Elektroden erreicht; umgekehrt erzeugt eine in einer Achse zirkulierende kleine Welle eine maximale Amplitude, da sie zuerst eine Elektrode und dann die andere erreicht). Messwerte, die die ventrikuläre Fibrillation oder die multifokale ventrikuläre Tachykardie betreffen, und die am Menschen durch die bipolaren Elektroden erfasst wurden, zeigen eine Korrelation von annähernd Null zwischen der Amplitude eines erfassten Komplexes und dem nächsten.
  • Zur Beantwortung der zweiten Frage haben die Erfinder die Amplitude der R-Zacke und der T-Zacke bei 20 Patienten mit endokavitären bipolaren Elektroden gemessen. Die Messung der Korrelation zwischen der Amplitude der T-Zacke und der Amplitude der R-Zacke betrug nur 50%.
  • Warum haben sich angesichts dieser Tatsachen zahlreiche Konzeptionen gemäß dem Stand der Technik auf eine automatische Verstärkungssteuerung berufen? Zu allererst, weil ungeachtet dessen gewisse kleine Korrelationen existieren, so dass diese Technik statistisch die Leistungsfähigkeit ein wenig verbessern kann. Vielleicht auch, weil zahlreiche Veröffentlichungen beobachtet haben, dass die auf der Oberfläche des Körpers (und nicht auf der Oberfläche des Herzens) erfasste ventrikuläre Fibrillation sich bezüglich der Amplitude um so mehr verkleinert, je länger die Fibrillation andauert. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die "vagabundierenden kleinen Wellen" noch kleiner werden und noch desorganisierter werden, was bedingt, dass ihre elektrische Summe, gesehen auf der Oberfläche, sich mit der Zeit verringert. Währenddessen darf ein Entwickler nicht erwarten, dass es mit direkten Herzelektroden auf die gleiche Weise funktioniert.
  • Es ist folglich klar, dass eine automatische Steuerung der Verstärkung oder der Schwelle und der Refraktärperioden keine vollständige Lösung für das Problem der Erfassung der Tachyarrythmie mit direkten Herzelektroden bereitstellen kann. Der Entwickler muss gleichfalls systematisch das Filter optimieren, um die Empfindlichkeit und die Selektivität zu verbessern; jedoch gibt es keinen Stand der Technik, der eine Lehre dahingehend angibt, wie dies zu bewerkstelligen ist.
  • Da die Erfassungsschaltung einen Teil einer implantierbaren Vorrichtung darstellt, muss der Entwickler den elektrischen Energieverbrauch minimieren, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern, und muss die Komplexität minimieren, um die Abmessungen des Implantats zu reduzieren. Im Allgemeinen führt im Bereich des Entwurfs von Mikroschaltungen die Erhöhung der Verstärkung oder des Durchlassbandes eines Verstärkers und die Kombination mit einem Filter zu einer damit in Zusammenhang stehenden Erhöhung des elektrischen Energieverbrauchs. Folglich muss die Erfassungsschaltung mit einem minimalen Produkt aus Verstärkung mal Durchlassband bzw. mit minimalem Verstärkungsbandbreiteprodukt sowie einer minimalen Anzahl von Bauelementen arbeiten.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht folglich darin, eine Optimierung der Konzeption einer Erfassungsschaltung für eine Tachyarrythmie anzugeben, die vorgesehen ist, um mit direkten Herzelektroden, insbesondere bei implantierbaren Vorrichtungen verwendet zu werden. Mit der erfindungsgemäßen Schaltung kann ein quantitatives Verfahren zum Untersuchen der Effekte der Entwurfsparameter auf eines der nachfolgenden oder mehrere der nachfolgenden Kriterien in Betrieb genommen werden: Empfindlichkeit, Selektivität, Verstärkungsbandbreiteprodukt und Anzahl von Bauelementen. Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Optimierung der Konzeption einer Erfassungsschaltung zur Erfassung von ventrikulären Tachyarrythmien anzuwenden und T-Zacken und Stimulationsartefakte auszuschliessen bzw. nicht zu erfassen. Bei ihrer Anwendung auf dieses Problem stellt die Erfindung bereit:
  • - ein Hochpassfilter dritter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von ungefähr 16 Hz;
  • - einen mit dem Ausgang des Filters verbundenen Komparator mit einer Schwelle von ungefähr 0,40 mv im Durchlassband, bezogen auf den Eingang des Filters.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine Erfassungsschaltung für einen Tachyarrythmie-Erfasser, mit einem Hochpassfilter und einem mit dem Ausgang des Filters verbundenen Schwellenkomparator, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Filter ein Filter dritter Ordnung ist und eine Grenzfrequenz von ungefähr 16 Hz aufweist.
  • Erfindungsgemäß:
  • - hat der Komparator eine auf den Eingang des Filters bezogene Schwelle von annähernd 0,40 mv im Durchlassband;
  • - ist die Schwelle in einem Bereich, der 0,40 mV umfasst, programmierbar oder automatisch angepasst.
  • Fig. 1 ist eine Gesamtansicht der erfindungsgemäß gebildeten Erfassungsschaltung.
  • Fig. 2 ist eine Gesamtansicht des mit der erfindungsgemäßen Schaltung bewirkbaren Verfahrens.
  • Fig. 3 ist eine Kurve der Optimierung der Grenzfrequenz des Filters und der Schwelle des Komparators bei einem Filter dritter Ordnung gemäß dem Verfahren der Erfindung.
  • Fig. 4 ist ein Schaltbild des Filters.
  • Figur. 1 zeigt eine für einen Tachyarrythmie-Erfasser bestimmte erfindungsgemäße Erfassungsschaltung. Die Anschlüsse 1 und 2 der direkten bipolaren Herzelektroden legen das von dem Herzen stammende Signal an die differenziellen Eingänge 3, 4 des Filters 5 an. Das Filter 5 ist hinsichtlich seiner Empfindlichkeit und seiner Selektivität durch das nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren bzw. Vorgehen optimiert. Sein Ausgang 6 ist mit einem Eingang 7 eines Komparators bzw. Vergleichers 8 verbunden. Der andere Eingang 9 des Komparators 8 ist mit einer Bezugsspannung verbunden, die in der bevorzugten Ausführungsart von einem Digital-Analog-Wandler 10 geliefert wird.
  • Weiterhin mit Bezug auf die Fig. 1 stellt eine Steuereinrichtung 11 einen digitalen Ausgang 12 bereit, um die Schwelle der Erfassung 9 des Komparators über den Digital- Analog-Wandler 10 zu definieren. Die Steuereinrichtung 11 empfängt gleichfalls den Ausgang 13 des Komparators 8, die, wenn sie aktiviert ist, anzeigt, dass die Erfassungsschaltung eine Herzdepolarisation erfasst. Die Steuereinrichtung 11 kann Refraktärperioden liefern bzw. bereitstellen und sie kann über den Digital-Analog-Wandler 10 gleichfalls eine automatische Steuerung der Schwelle und/oder eine programmierbare Steuerung der Schwelle ebenso bereitstellen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.
  • Die Fig. 2 zeigt das Verfahren zum Optimieren der Parameter der Erfassungsschaltung, die in Fig. 1 gezeigt ist. Der Entwickler erhält bei 14 zunächst Abtastwerte der zu erfassen gewünschten Signale und der nicht gewünschten Signale, die zurückzuweisen bzw. auszuschliessen sind. Die gewünschten Signale umfassen Herzdepolarisationen, die von der ventrikulären Fibrillation und der ventrikulären Tachykardie stammen, während die nicht gewünschten Signale Herz depolarisationen (T-Zacken) und die Stimulationsartefakte umfassen.
  • Weiterhin unter Bezugnahme auf die Fig. 2 versucht der Entwickler bei 15 dann, die Bedürfnisse mit einem einfachen Filter erster Ordnung zufrieden zu stellen. Bei 16 misst der Entwickler den Filterausgang für jeden der gewünschten und nicht gewünschten Abtastwerte, wiederholt dann diese Messungen für die unterschiedlichen Werte eines Filterparameters wie beispielsweise die Grenzfrequenz des Filters. Bei 17 zieht der Entwickler diese Daten heran und verwendet diese zur Optimierung der Filtercharakteristik und der Schwelle des Komparators 8.
  • Eine in der Fig. 3 dargestellte Optimierungstechnik besteht darin, die Kurve der niedrigsten Schwelle des Komparators, die mit Erfolg den erforderlichen Prozentsatz der nicht erwünschten Signale ausschliesst, und die der höchsten Schwelle des Komparators, die mit Erfolg den erforderlichen Prozentsatz von gewünschten Signalen erfasst, einzurichten, wobei beide eine Funktion der bei Schritt 16 in der Fig. 2 modifizierten Filtercharakteristik sind. Bei dem Beispiel der Fig. 3 ist die Unterdrückung bzw. der Ausschluss von 100% der nicht gewünschten Signale und die Erfassung von 95% der gewünschten Signale gefordert. Alle die Punkte der Grafik, die oberhalb der untersten Schwelle der Unterdrückung und auch unterhalb der höchsten Schwelle der Erfassung sind, stellen Kombinationen der Schwelle des Komparators und der Filtercharakteristik dar, die die Anforderungen an die Empfindlichkeit und Selektivität erfüllen.
  • Nachdem die Kurve gemäß Fig. 3 erzeugt wurde, muss der Entwickler einen optimalen Wert der Filtercharakteristik und der entsprechenden Komparatorschwelle aus der Gesamt heit der akzeptablen Punkte auswählen. Gemäß einer bevorzugten Variante des Verfahrens wählt der Entwickler den Punkt mit dem niedrigsten Verstärkungsbandbreiteprodukt aus. Bei dem Beispiel gemäß Fig. 3 handelt es sich um den Punkt mit der höchsten Komparatorschwelle, die die Bedürfnisse hinsichtlich der Empfindlichkeit und der Selektivität erfüllt (das heisst, unterhalb der durchgezogenen Linie und oberhalb der unterbrochenen Linie).
  • Nunmehr zu Fig. 2 zurückkehrend kann es bei 17 passieren, dass der Entwickler keine Kombination der Filtercharakteristik und der Komparatorschwelle finden kann, die die Anforderungen an die Empfindlichkeit und die Selektivität erfüllt (die unterbrochene Linie befindet sich stets oberhalb der durchgezogenen Linie) und bei 18 entscheidet sich der Entwickler dazu, die Ordnung des Filters 19 zu erhöhen und kehrt dann zu Schritt 16 zurück, um zu versuchen, die Optimierung mit diesem komplizierteren Filter zu erhalten. Die Erhöhung der Filterordnung erhöht die Anzahl von Bauelementen.
  • Dem Verfahren gemäß der Erfindung folgend erhält der Entwickler auf diese Art eine optimierte Erfassungsschaltung mit minimaler Komplexität mit einem minimalen Verstärkungsbandbreiteprodukt. Die Erfinder haben das erfindungsgemäße Verfahren bei dem Problem der Erfassung der Tachykardie und der ventrikulären Fibrillation angewandt, wobei die T-Zacke unterdrückt wurde, mit einer Anforderung der Unterdrückung von 100% der T-Zacken und der Erfassung von 95% aller echten Depolarisationen. Die Erfinder haben die Grenzfrequenz des Hochpassfilters als veränderliche Charakteristik des Filters bei Schritt 17 verwendet.
  • Die Fig. 3 zeigt, dass ein Filter dritter Ordnung für die Empfindlichkeit und die Selektivität ausreicht und für das Verstärkungsbandbreiteprodukt mit einer Hochpass-Grenzfrequenz von annähernd 16 Hz und einer Komparatorschwelle im Durchlassband, bezogen auf den Eingang, von annähernd 0,40 mV optimiert ist.
  • Die Fig. 4 zeigt den Aufbau des Filters, der durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens abgeleitet wurde. Die Spannungsversorgungsschaltungen, die nicht dargestellt sind, stellen VDD = 0,0 V, VSS = -3,0 V und VREF = -0,80 V bereit. Das Filter besteht aus einer Stufe erster Ordnung, die einen Verstärker 20 verwendet, und einer Stufe zweiter Ordnung, die einen Verstärker 21 verwendet. Die Verstärkung der ersten Stufe beträgt annähernd 160, mit einer einzigen Hochpass-Grenzfrequenz bei 16 Hz. Die Verstärkung der zweiten Stufe beträgt annähernd 1,6, mit einer Butterworth-Hochpass-Antwort zweiter Ordnung, gleichfalls mit einer Grenzfrequenz von 16 Hz. Die nachfolgende Tabelle gibt typische Werte der Widerstände und der Kondensatoren des Filters an. Tabelle mit typischen Werten der Bauelemente
  • Die Fig. 4 zeigt ein herkömmliches Filter mit diskreten Widerständen und Kondensatoren, obwohl ein Filter mit glei chen Charakteristiken integriert werden kann, indem Techniken schaltbarer Kapazitäten oder die Techniken digitaler Filter verwendet werden, die qualifizierten Entwicklern herkömmlicherweise bekannt sind.
  • Charakteristiken wie beispielsweise ein Schutz gegenüber Hochenergiequellen wie beispielsweise Defibrillatoren oder gegenüber Hochfrequenzquellen wie sie beispielsweise bei der Elektrochirurgie verwendet werden, sind nicht dargestellt, da sie die Erfindung nicht betreffen und gleichfalls bekannt sind.
  • Das Paar der Kondensatoren 22, 23, und die Paare der Widerstände 24, 25 und 26, 27 müssen zum Zweck einer guten Gleichtaktunterdrücken streng aneinander angepasst sein.
  • Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine besondere Ausführungsform beschrieben wurde ist es selbstverständlich, dass diese Ausführungsform lediglich zu Darstellungszwecken der Anwendung der erfindungsgemäßen Prinzipien dient. Zahlreiche andere Modifikationen können ersonnen werden und andere Darstellungen können gewählt werden, ohne das Anwendungsfeld der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims (3)

1. Erfassungsschaltung für einen Tachyarrythmie- Erfasser, mit einem Hochpass-Filter (5) und einem mit dem Ausgang des Filters (5) verbundenen Schwellenkomparator (8), dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (5) ein Filter dritter Ordnung ist und eine Grenzfrequenz von ungefähr 16 Hz aufweist.
2. Erfassungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Komparator (8) eine am Eingang des Filters (5) im Durchlassbereich vorgesehene Schwelle von ungefähr 0,40 mV hat.
3. Erfassungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle in einem Bereich, der 0,40 mV umfasst, programmierbar oder automatisch angepasst ist.
DE69423276T 1993-08-13 1994-08-01 Schaltung zur Feststellung von Tachyarrhythmien Revoked DE69423276T2 (de)

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