DE2263834A1

DE2263834A1 - Kontrollverfahren fuer spannungen von herzschrittmachern

Info

Publication number: DE2263834A1
Application number: DE2263834A
Authority: DE
Inventors: Robert Maurice George Gaillard
Original assignee: SERDAL ELECTRON MED
Current assignee: SERDAL ELECTRON MED
Priority date: 1971-12-28
Filing date: 1972-12-28
Publication date: 1973-07-12
Also published as: DE2263834C3; JPS4874084A; FR2166517A5; DE2263834B2; US3800801A; GB1394718A

Description

Kontrollverfahren für Spannungen von Herzschrittmachern

Die Erfindung betrifft ein Kontrollverfahren für den elektrischen Strom, der von einem implantierten Herzschrittmacher ausgeht, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, wodurch ein Absinken und ein zu geringer Wert der Spannung angezeigt wird, die an die Elektroden geliefert wird, die am Herz angebracht sind.

Gewöhnlich kontrolliert man das Funktionieren von herkömmlichen implantierten Herzschrittmachern, indem man die Elektrokardiogramme prüft, die man von den Spannungen erhält, die man an verschiedenen Stellen der Oberfläche des Körpers des Patienten abnimmt. So kann man nicht nur überprüfen, ob der Herzantrieb in einem bestimmten Zeitpunkt gut ist, sondern man kann auch

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den Stimulationsimpuls, den man über die elektrokardiographische Ableitung erhält, analysieren, wobei diese Analyse dazu benützt wird, um eventuelle Mangel aufzuzeigen, wie ein Absinken der Spannung der Batterien, die dem Herzschrittmacher den Strom liefern, oder eine Punktionsstörung des Schrittmachers selbst. Aber durch diese Methode kann man nur sehr ungenau die Spannung erkennen, die wirklich an den im Herz implantierten Elektroden liegt. Die Spannung, die man an der EKG-Leitung erhält und die dem Stimulationsimpuls entspricht, ist von vielen Paktoren abhängig, insbesondere von dem Abstand der Stimulationselektroden und vor allem davon, wie die elektrische Achse dieser beiden Elektroden in Bezug auf die Achse der Ableitung orientiert ist.

Die Erfindung behebt diese Nachteile und zielt einesteils darauf ab, die Amplitude der Impulse des Schrittmachers zu messen, d.h. ihren wirklichen Wert zum Zeitpunkt der Stimulation zu erfahren. Andererseits kann man durch die Erfindung die Stimulationsspanne zwischen physiologischem Bedarf und Punktionszustand des im menschlichen Körper eingesetzten Apparates beurteilen.

Bei dem Kontrollverfahren gemäß der Erfindung legt man an die Elektrodenklemmen mehrere Leitungen mit einem Umschalter, der vom Raum außerhalb des Körpers betätigt wird. In jeder dieser Leitungen liegt ein Amplitudenbegrenzer. Durch eine Fernsteuerung schaltet man nach und nach diese Leitungen ein, wobei man mit derjenigen beginnt, die die höchste Amplitude zuläßt. Jetzt liest man am Elektrokariographen die Spannungen ab, die sich auf dem menschlichen Körper ergeben. Aus den Spannungen am Elektrokardiographen, die auf bekannte Höhe begrenzten Impulsen des 'Schrittmachers entsprechen, erhält man eine Eichung, die die Bestimmung der nicht begrenzten Impulse des Schrittmachers erlaubt.

Indem nan durch kurzzeitige äußere Steuerung eine auf eine ^«kannte Höhe begrenzte Spannung an die Elektroden des Herzens anlegt, kann man ein Verhältnis zwischen der aus dem EKG abge-

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lesenen Spannung und der abgelesenen Anfangsspannung herstellen, die einer unbekannten, nicht begrenzten Impulsspannung entspricht und variabel ist.

Das Verfahren besteht weiter darin, daß man die Spannung kurzzeitig auf ziemlich niedriges Niveau begrenzen kann, um die Stimulation anzuhalten, damit man die Schwellenspannung des Herzeintriebs bestimmen kann.

Als Schalter verwendet man Reed-Relais mit geringer Trägheit, die durch ein Magnetfeld betätigt werden, wobei diese Relais elektrisch-parallel geschaltet sind und jedes Relais mit einer Zenerdiode verbunden ist, die unterschiedliche Durchlaßspannungen haben. Die Enden der Dioden sind mit der anderen Elektrode des Herzens verbunden, während sich außerhalb des Körpers des Patienten ein Magnet befindet, der diese Relais wahlweise betätigt.

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Die Relais sind vorzugsweise Reed-Relais mit beweglichen Lamellen, obwohl man auch andere Relais-Typen verwenden kann, z.B. Kugel-, Quecksilber- oder ähnliche Relais.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung des Verfahrens und in seinen Ausführungen ersichtlich, die als nicht einschränkende Beispiele gegeben sind und sich auf die anschließende Zeichnung beziehen.

Pig. 1 ist ein Schaltschema der Amplitudenbegrenzung.

Pig. 2 ist eine schernatische Ansicht einer radialen Anordnung der Relais.

?ig. 3 ist eine gQhemaÄsche Ansicht einer parallelen Anordnung der Relais.

Fig. 4 ist ein Diagramm eines Spannungsimpulses.

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Aus Fig. 1 sieht man, daß der Herzschrittmacher 1, der eine nicht dargestellte Batterie enthält, von seinen Klemmen a, b eine Spannung an einen Stromkreis liefert, der mit den Elektroden c, d des Herzens des Patienten verbunden ist.

Der menschliche Körper ist allgemein durch ein Volumen V dargestellt, auf dessen Oberfläche sich Spannungsabgriffe e, f befinden, die mit einem Elektrokardiographen 3 verbunden sind, dessen Registrierschreiber 4 die aufgenommenen Impulse; 5 aufzeichnet. Die Spannungsimpulse mit steiler Planke, die gleichzeitig an die Klemmen a und b geliefert v/erden, haben ca. 6 V. Sie dauern 1-2 msec, und das bei einer Stromstärke von ca. 2 oder V3mA. Man kann dann z.B. am Elektrokardiographen Wellen von ca. 100 mV messen. Zwischen den Leitungen a, c einerseits, und b, d andererseits, liegen drei parallele Leitungen, von denen jede ein Relais R₁ R_? R-z enthält, deren Kontakte a. a_? a-, auf der einen Seite mit dem Leiter a^, auf der anderen Seite mit einer Zener-Diode Z. Zp Z, verbunden sind, deren Klemmen b. b_o b, mit dem Leiter bd verbunden sind. Die Durchschalt-Spannungen der Zener-Dioden sind z.B.: 4,5 V für Z₁, 3 V für Zp und 1,5 V für Z-,. Wenn man ein äußeres Magnetfeld v/ahlweise auf die drei Relais R₁ Rp R^ wirken läßt, kann man die Spannung, wie sie vom Herzschrittmacher ausgeht, auf die angegebenen Spannungs-Niveaus begrenzen.

In Figur 4, die in größerer Darstellung den erhaltenen Impuls 5 zeigt, ist T₁ die vom Elektrokardiographen aufgenommene Spannung, die einer unbekannten Klemmenspannung an den Klemmen ab entspricht. Wenn man das Relais R. einschaltet, erhält man eine Spannung U., die einer Begrenzung auf 4,5 V entspricht. Durch. Bildung dec Verhältnisses zwischen 4,5 V, der gemessenen U. und der gemessenen T. kann nan den wirklichen Viert der Spannung so wie sie bei normaler Funktion an den Klemmen a_b erscheini, ableiten. Wenn eich ergibt, daß die Bcgrenzungi5:-j:Mr;r;ji:_t ^:·, durch R. eingeführt, zu groß war, d.h. daß sie die wirkliche

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Spannung bei normalem Funktionieren T₂ übersteigt, dann zeigt sich keinerlei Veränderung. Man geht dann zum 2. Begrenzungsniveau Rp über und führt die gleiche Messung durch. In Pig. 4 wird dies mit U₂ (= die am EKG abgelesene, der begrenzten Impulsspannung entsprechend) und T₂ (= die abgelesene Spannung, die die der nicht begrenzten Spannung des Schrittmachers entspricht) bezeichnet. Man kann außerdem ein drittes Begrenzungs-Niveau R, vorsehen, das eine abgelesene Spannung U,, ergibt, wobei dieses Niveau immer höher ist als die Schwellenspannung für den Herzantrieb, wenn der Apparat eingesetzt wird, aber niedrig genug ist, um später bei umzureichender Stimulation eine Erhöhung des Schwellenwerts des Herzantriebs auf eben diesem Niveau U, festzustellen. Man kann übrigens auch mehr Relais und Zenerdioden vorsehen, um Zwischenwerte zu erhalten.

Wenn man festgestellt hat, daß die Spannung während des Funktionierens z.B. T₂ ist, d.h. die wirkliche Spannung an den Klemmen, dann kennt man auch, durch die Differenz L =. T₂ - U^, die Spannungsreserve, über die der Herzschrittmacher verfügt. Wenn diese zu klein ist, ist ein Einschreiten nötig, um dem Schrittmacher mehr Energie zu geben, So erreicht man ein Kalibrieren des Herzschrittmachers, d.h. den Unterschied zwischen der Energie, die man gibt, und der, die der Organismus braucht, oder auch das wirkliche Abweichen zwischen angewandtem Signal und der Reizschwelle des Myokard.

Fig. 2 stellt eine mögliche Anordnung der Relais mit beweglichen Lamellen R. R₂ R, dar, die in einem Raum E₁ des Körpers eingeschlossen sind. Die Längsachsen der Relais sind strahlenförmig im V/inkel von 45 zueinander angeordnet. Ein Magnet 6, außerhalb des Körpers, kann um einen Pol gedreht werden, der dem Punkt entspricht, in dem sich die Relais-Achsen treffen. Durch diese Drehbewegung können die Relais R₁ Rp R₇ nacheinander eingesetzt werden.

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Gemäß Pig. 3 umschließt der Raum E₂ drei Relais R₁ R₂ R-*» die parallel in Seiten- oder Tiefenrichtung angeordnet sind. Bei seitlicher Anordnung verschiebt man den Magnet 6 parallel zur Körperoberfläche, um die drei Relais nacheinander einzuschalten. Bei Anordnung der Tiefe nach (mit gleicher Ansprechempfindlichkeit) wird ihr sukzessives Einschalten durch schrittweise Annäherung des Magneten erreicht. Durch dieses abgestimmte Nähern können auch Relais betätigt werden, die nebeneinander in der gleichen Tiefe angeordnet sind, aber verschiedene magnetische Sensibilität besitzen.

Bei dieser Technik wird auch eine Anregung der Relais zum unrechten Zeitpunkt durch einen Magnet, der zu weit entfernt ist, verhindert.

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Claims

Patentansprü c.h e

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Vorrichtung zum Kontrollieren des von einem Herzschrittmacher an die in das Herz eingesetzten Elektroden gelieferten Stromes vermittels eines Elektrokardiogramms, dadurch gekennzeichnet, daß an die Elektroden mehrere Parallelzweige angeschlossen sind, von denen jeder einen Spannungs"begrenzer und einen durch Fernsteuerung betätigbaren Schalter enthält, wobei die Spannungsbegrenzer so abgestuft sind, daß die höchste Spannung noch kleiner ist als die bei der Implantation des Herzschrittmachers von diesem gelieferte Spannung, während die Spannung des auf den niedrigsten Y/ert eingestellten Spannungsbegrenzers hoher ist als die ursprüngliche Schwellenreizspannung für das Herz.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die kleinste der abgestuften Begrenzungsspannungen einem vorbestimmten Wert einer Erhöhung für die Schwellenspannung, bei der das Herz zu arbeiten beginnt,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schalter aus einem Reed-Relais mit Kontaktfedern geringer Trägheit besteht_n das durch ein Magnetfeld gesteuert wird, wobei jeweils einer der Kontakte dieser Relais an eine Elektrode angeschlossen ist, während jeweils der andere der Kontakte der Relais mit einer Zenerdiode verbunden ist-und diese Zenerdioden verschiedene Ijurchbruchsspannungen aufweisen, und wobei die Zenerdioden mit ihrer freien Klemme mit der anderen Hlektrode verbunden aind, und wobei ein Magnet vorgesehen ict, mit dom die he]a js von einer außerhalb des Körpers liegenden ütcjlo geschfil tut werden können.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais biegsame Kontaktfedern aufweisen, die in ein Röhrchen eingeschlossen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß drei Relais von einem Punkt aus radial und im Winkel zueinander angeordnet sind, wobei man die Schaltung der Relais durch eine schrittweise Drehbewegung des Magnets vornimmt .
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dre i Relais parallel zueinander angeordnet sind und daß die Schaltung durch Verschiebung des Magnets vorgenommen wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß #*«■ drei Relais eine verschiedene Ansprechempfindlichkeit aufweisen und parallel angeordnet sind, und daß die Auswahl eines Relais durch Veränderung des Abstandes des Magnets zu den Relais erfolgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß drei Relais mit gleicher Ansprechempfindlichkeit verwendet werden, die in verschiedener Tiefe eingesetzt sind, wobei die Auswahl eines Relais durch Veränderung des Abstandes des Magnets zu den Relais erfolgt.

geändert gemäß Eingabe ■In je gongen am *

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