DE2822799A1

DE2822799A1 - Fehleranzeigeschaltung fuer dauernd implantiertes herzrhythmuskorrekturgeraet

Info

Publication number: DE2822799A1
Application number: DE19782822799
Authority: DE
Inventors: Alois A Langer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1978-05-24
Publication date: 1978-11-30
Also published as: GB1601545A; JPS6125388B2; NL188506B; NL188506C; DE2822799C2; US4164946A; CA1109125A; NL7805775A; JPS53148887A

Description

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niECZYSLAU riIRDUSKI

Owings Mi]Is, Maryland (U.St. A.)

Fehleranzeigeschaltung für dauernd implantiertes Herzrhythmuskorrekturgerät

Die Erfindung betrifft ein Herzrhythmuskorrekturgerät, insbesondere eine Prüfeinrichtung, die als ein Teil eines Herzrhythmuskorrekturgeräts, beispielsweise eines vollständigen Herzkammer-Defibrillators, dauernd implantierbar ist. Die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung dient zum wiederholten Prüfen der Funktion der implantierten Flimmeranzeigeschaltung un^: im Fal.1 des Erkennens einer Funktionsstörung zum Verhindern einer Entladung des Defibrillator. Die erfindungsgemäße Schaltung sperrt den Entladekreis nach dem Erkennen einer vorübergehenden Funktionsstörung kurzzeitig und nach dem Erkennen einer bleibenden Funktionsstörung endgültig.

Als "Herzrhythmuskorrektur" wird hier die Korrektur von verschiedenen Herzrhythmusstörungen bezeichnet, die tödlich oder nicht tödlich sein können· Zu diesen Herzrhythmusstörungen gehören die Vorhof-Tachykardie, das Vorhofflattern, das Vorhofflimmern, "junctional rhythmus", die Herzkammer-Tachykardie, das Herzkammerflattern und das Herzkammerflimmern sowie andere nichtschrittmachende Herzrhythmusstörungen, die durch die Abgabe von elektrischen Stromstößen an das Herz korrigiert werden können. Der Ausdruck "Herzrhythmuskorrektur" umfaßt daher auch die "Defibrillation", in der zum Defibrillieren von flimmernden Vorhöfen oder Herzkammern elektrische Stromstöße abgegeben werden.

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In der Entwicklung des implantierbaren Defibril-

lators sind in den letzten fahren große Fortschritte erzielt uorden. Beispielsweise ist in der Patentanmeldung P 21 o4 591.0 vom 1. Februar 1971 der erste voll implantierbare, ständig einsatzbereite Herzkammer-Defibrillator angegeben. Seitdem hat sich die Technik auf diesem Gebiet ständig weiterentwickelt, und es wird angenommen, daß in naher Zukunft stark gefährdete Patienten implantierte, ständig funktionsbereite Herzkammer-Defibrillatoren tragen uerden.

Da bei einem Herzkammerflimmern das Leben des Patienten von der Funktion des implantierten Herzkammer-Def ibrillators abhängen kann, muß die einwandfreie Funktion des implantierten Defibrillators gewährleistet sein. Zur Lösung dieser Aufgabe ist in der Patentanmeldung P 26 12 760.A vom 25. Mai 1976 bereits eine implantierte, won außen betätigbare Schaltung angegeben, die eine Kontrolle des Betriebes der Lade- und Entladekreise durch Abgabe von Defibrillationsimpulsen an eine implantierte Prüflast ermöglicht.

Trotz der großen Fortschritte, die seit der Entwicklung des ersten voll implantierbaren, ständig funktionsbereiten Herzkammer-Defibrillators erzielt wurden, besteht ein beträchtliches Bedürfnis nach weiteren Verbesserungen. Beispielsweise kann man derzeit zwar den Zustand des Lade- und des Entladekreises, aber nicht die Funktion der Schaltung zur Anzeige des Herzkammerflimmerns kontrollieren.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun allgemein in der Schaffung einer Einrichtung, die eine derartige Kontrolle ermöglicht.

Insbesondere besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines voll implantierbaren Defibrillators mit einer eingebauten Schaltung zum Prüfen der Flimmeran-

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zeigeschaltung.

Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Prüfeinrichtung, die Störungen der Flimmeranzeig^schaltung erkennt und beim Erkennen einer Störung - Ls^ Abgabe von Oefibrillationsimpulsen verhindert.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht weiter in ier Schaffung einer implantierbaren Prüfeinrichtung, die von außen zum Prüfen einer implantierten Flimmeranzeige-Fchaltung betätigt werden kann.

Eine ueitere Aufgabe der Erfindung besteht in :Jf>r Schaffung einer implantierbaren Einrichtung zum Prüfen einer implantierbaren Flimmeranzeigeschaltung und zur Abgabe tiines Liefibrillatinnsimpulses an eine implantierte Prüflast von außen betätigt werden kann.

Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer voll implantierbaren Prüfeinrichtung, die zur Verlängerung der Gebrauchsdauer der Batterie aus einem Bereitschaftr.zustand in einen Betriebszustand versetzt werden kann.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht außerdem in der Schaffung einer externen Einrichtung die dazu verwendet werden kann, einen voll implantierten Defibrillator zu prüfen und die Funktion der implantierten Schaltung und den Zustand bestimmter Bestandteile derselben zu überwachen«

Die Prüfeinrichtung gemäß dar Erfindung kann von außen betätigt werden. Ein besonders ausgebildetes, digitales Anzeigesystem gibt Informationen ab, welche die Funktion der Flimmeranzeigeschaltung, den Zustand der Batterie und den Zustand des Energiespeicherkondensators und des Entladekreises angeben. Die Prüfeinrichtung gemäß der Erfindung kann aus einem Bereitschaftszustand in einen Be-

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triebszustand versetzt werden. Dadurch wird die Gebrauchsdauer der Batterie verlängert. In der Prüfeinrichtung sind zahlreiche Sicherheitseinrichtungen vorgesehen, die bewirken, daß der Entladekreis gesperrt oder gewährleistet uird, daß bei einer Funktionsstörung der Flimmeranzeigeschaltung die Entladung über eine implantierte Prüflast erfolgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung uird

nachstehend an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 in einem Blockschere einen voll implantierbaren Defibrillator nach einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ebenfalls im Blckschema eine externe Einrichtung zum Prüfen der Funktion des Defibrillators gemäS Fig. 1 und

Fig. 3 in einem der Fig. 1 ähnlichen Blockschema Einzelheiten der Logikschaltung.

Zunächst sei das in Fig. 1 dargestellte Blockschema des implantisrbaren Defibrillators 1o gemäß der Erfindung beschrieben. Dieser Defibrillator besitzt implantierte Defibrillationselektroden 12, die auch als Meßelektroden dienen, von denen EKG-Eingangssignale an eine Flimmeranzeigeschaltung 14 abgegeben werden.

Der Flimmeranzeigeschaltung 14 sind mehrere unabhängige Stromkreise und Schaltelemente zugeordnet. Der Zustand der Flimmeranzeigeschaltung 14 wird durch Störungsanzeigekreise 16 überwacht. Der Ausgang der Flimmeranzeigeschaltung 14 wird an einen Flimmeranzeigekondensator 18, einen ersten Pegelvergleicher 2o, einen zweiten Pegelvergleicher 22, eine Clamping-Schaltung 24 und einen Lade- und Entlade-Hilfsschaltkreis 26 angelegt.

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nit den Störüngsanzeigekreisen 16, dem zweiten Pegelvergleicher 22, der Clamping-Schaltung 24 und dem Lade- und Entiade-HiIfsschaltkrsis 26 ist ein Logik-Netzwerk 28 verbunden, das über einen Widerstand 32 mit t'irrr Gleichstromwandler und Energiespeicherschaltung 3o verbunden ist. Dem Logiknetzwerk 28 ist ferner ein Impulszähler 34 zugeordnet. In Reihe mit der Uandler- und Energiespeicherschaltung 3o sind ein Impulsgeber 38 und ein Impulsschalter 4o geschaltet. Dieser ist durch Leitungen 44 mit einer implantierten Prüflast 42 und den Elektroden 12 verbunden. Bei 36 ist abgedeutet, daß der Impulszähler 34 an das Logiknetzwerk 28 rückgekoppelt ist.

Zwischen dem Widerstand 32 und dem Gleichstromwandler 3o ist über eine Diode 48 ein Schutzrohrkontaktschalter 46 geschaltet· An die Verbindungsstelle zwischen dem Schutzrohrkontaktschalter 46 und der Diode 48 wird über einen Widerstand 5o eine Vorspannung angelegt. Diese Verbindungsstelle ist durch eine Leitung 52 mit dem Logiknetzwerk 28 verbunden. Der implantierte Schutzrohrkontaktschalter 46 kann durch einen externen Magneten betätigt werden, wie er in Fig. 2 bei 54 gezeigt ist. In Fig. 2 ist die Haut des Trägers durch eine gestrichelte Linie 56 dargestellt. Durch die Haut 56 hindurch kann ferner eine implantierte Spule 58 des Gleichstromwandlers 3o mit einer externen Spule 6o gekoppelt werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt: Das EKG-Eingangssignal wird von den Elektroden 12 an die Flimmeranzeigeschaltung 14 angelegt. Uenn bei voll funktionsfähiger Schaltung 14 ein Flimmern auftritt, gibt die Flimmeranzeigeschaltung 14 einen Ausgangsstrom ab und beginnt d-as Aufladen des Flimmeranzeigekondensators 18. Durch das Aufladen des Kondensators 18 auf einen vorherbestimmten, niedrigen Schwellenwert von beispielsweise 1,2 M wird der erste Pegelvergleicher 2o angestuert. Über die Leitung 21 werden dann weitere Strom-

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kreise angesteuert, die sich vorher im Bereitschaftszustand befanden. Damit Batterieleistung gespart wird, wird die diesen Schaltungen zugeführte Leistung erst erhöht, wenn der Eingang des ersten Pegelvergleichers 2o den Schuellenuert überschreitet.

In dem nächsten Schaltschritt prüfen die

Störungsanzeigekreise 16 ausgewählte Funktionen der Flimmeranzeigeschaltung 14. Beim Erkennen einer Störung geben die Kreise 16 über die Leitung 62 ein Störungsanzeigesignal an das Logiknetzuerk 28 ab, das darauf über die Leitung 64 ein Signal zum Ansteuern der Clamping-Schaltung abgibt. Diese hält jetzt den Flimmeranzeigekondensator 1B auf einer Spannung unter dem Schuellenuert des zweiten Pegelv/ergleichers 22. Uenn die Störung in der Flimmeranzeigeschaltung 14 eine bleibende Störung ist, wird der vorstehend beschriebene Zustand aufrechterhalten. Uenn die Störung dagegen nur vorübergehend ist, uird das Störungsanzeigesignal von der Leitung 62 wieder weggenommen, wenn die Störung nicht mehr vorhanden ist.

Uenn nun bei fehlerlos arbeitender Flimmeranzeigeschaltung 14 ein Flimmern auftritt, w ird der Flimmeranzeigekondensator 18 geladen, bis seine Spannung den Schwellenwert des l/ergleichers 22 erreicht. Darauf wird der l/ergleicher 22 angesteuert und gibt er über die Leitung 66 ein Flimmeranzeigesignal an das Logiknetzwerk 28 ab, das jetzt die Abgabe eines Defibrillationsimpulses bewirkt.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schaltungsanordnung so ausgebildet, daß nach dem Empfang eines Flimmeranzeigesignals an das Logiknetzwerk an den Lade- und Entlade-Hilfsschaltkreis 26 ein Entladesignal abgegeben wird. Dieses bewirkt, daß der Flimmeranzeigekondensator 18 entladen wird, bis seine Spannung unter den Schwellenwert des zweiten Pegelvergleichers 22 gefallen

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ist. 'Jährend dieses Entladens des Flimmeranzeigekonden- ^ators uird an die Uandlerauslöseleitung ein Impuls angelegt und uird der Gleichstromuandler 3o angesteuert.

Dei arbeitendem Gleichstromuandler 3o uirri ein nicht gezeigter, interner Energiespeicherkondensator aufgeladen, dessen Zustand durch den Impulsgeber 38 überuacht uird. Nach dem Laden des Energiespeicherkondensators auf eine v/orherbestimmte Spannung uird die Ladung dieses Kondensators über den Impulsgeber 38 abgegeben. Uenn sich der Impulsschalter im Zustand zur Abgabe eines Defibrillationcimpulses befindet, uird der Kondensator über die zu den Elektroden 12 führende Leitung 44 in das Herz des Trägers entladen.

Der Zustand des Impulsschalters 4o uird durch das Logiknetzuerk 28 bis 68 gesteuert. In dem vorhergehenden Absatz uurde die Funktion beschrieben, die erhalten uird, uenn sich der Impulsschalter 4o in einem Zustand zur Abgabe eines Defibrillationsimpulses befindet. In seinem anderen Zustand v/erbindet der ⁱmpulsschalter den Energiespeicherkondensator mit der implantierten Prüflast 42, d.h., dieser Kondensator uird dann nicht in das Herz des Trägers, sondern in die implantierte Prüflast entladen.

Nach der Abgabe eines Defibrillationsimpulses in das Herz gibt das Logiknetzuerk 28 über die Leitung 7o an den Impulszähler 34 einen Zählimpuls ab. Bei erfolgreicher Defibrillation kehrt der Defibrillator 1o in seinen Bereitschaftsstand zurück. Uenn nach dem Defibrillationsimpuls das Flimmern andauert, uird über die Leitung 72 an den Impulsgeber 38 ein Signal angelegt, das ihn veranlaßt, den Energiespeicherkondensator erneut zu entladen, uenn dieser Kondensator auf eine zueite, höhere Spannung geladen uorden ist. Uenn der Kondensator diese höhere Spannung erreicht hat, beuirkt der Impulsgeber 38 erneut eine Entladung des Energiespeicherkondensators in das Herz. Ferner

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uird über die Leitung 7o ein zweiter Zählimpuls ar/den Impulszähler 34 abgegeben und von diesem gezählt. Nach der Abgabe einer vorherbestimmten Anzahl von Defibrillationsimpulsen, beispielsweise vier derartigen Impulsen, kann man annehmen, daß der Träger nicht gerettet werden kann. Nach den letzten derartigen Versuchen uird daiher über die Leitung 36 ein Sperrsignal abgegeben und der Defibrillator 1o ausgeschaltet.

In der vorstehenden Beschreibung wurde angenommen, daß der Defibrillator 1o vollautomatisch arbeitet. Die Prüfeinrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht es jedoch, die Prüfung und Prüfentladung nach Belieben vorzunehmen. Zu diesem Zweck wird der in Fig. 2 gezeigte Magnet 54 im Bereich des Schutzrohrkontaktschalters 46 an die Haut des Trägers angelegt, so daß der Schalter 46 schließt und der Impulsschalter 4o in den Zustand gebracht wird, in dem der Energiespeicherkondensator in die implantierte Prüflast 42 entladen wird.

Nach der Betätigung des Schutzrohrkontakt«· schalters 46 gibt das Logiknetzwerk 28 an den Lade- und Entlade-Hilfsschaltkreis 26 ein Ladesignal ab, so daß das Laden des Flimmeranzeigekondensators 18 eingeleitet wird. Wenn beim Laden des Kondensators 18 dessen Spannung den Schudlenwert des Vergleichers 2o erreicht, werden die Störungsanzeigekreise 16 angesteuert. Uenn jetzt keine Störung erkannt wird, wird das Laden des Kondensators 18 fortgesetzt, bis seine Spannung den Schwellenwert des Vergleichers 22 erreicht. Darauf wird über die Leitung 66 ein Flimmeranzeigesignal abgegeben und wird der Energiespeicherkondensator in der vorstehend beschriebenen Ueise entladen. Diese Entladung erfolgt über die implantierte Prüflast 42.

Nachstehend wird an Hand der Fig. 2 die externe Kontrolleinrichtung 8o beschrieben, deren Spule 6o mit der .implantierten Spule 58 des Gleichstromwandler 3o gekoppelt

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ist. Die Spule 60, der Kondensator 82 und der Widerstand 84 bilden einen Schwingkreis, der auf die Frequenz der implantierten Spüle 58 abgestimmt ist.

Im Betrieb ist bei arbeitendem Gleichstromwandler 3o die Spule 58 aktiviert und uird bei Vorhandensein der Empfangsspule 60 ein hochfrequentes Signal an einen abgestimmten Verstärker 86 abgegeben. Das durch die Haut 56 des Trägers übertragene und verstärkte, hochfreauente Signal uird durch Demodulation in dem Demodulator 88 in ein Gleichstromsignal umgewandelt) das in einem Gleichstromv/erstärker 9o verstärkt wird.

Durch einen Betriebsanzeiger 92 uird mit scharfer Begrenzung angezeigt, ob der Gleichstromwandler 3a arbeitet oder nicht. Bei arbeitendem Gleichstromwandler 3o gibt der Betriebsanzeiger 92 ein Signal ab, das anzeigt, daö der Wandler 3o arbeitet, und das bewirkt, daß der Zähler 98 zurückgesetzt wird. Ein Taktgeber I00 gibt Taktimpulse an den Zähler 98 ab, dessen Zählstand auf einer digitalen Ladezeit-Sichtanzeige 1o2 digital angezeigt wird.

Uenn der Gleichstromwandler 3o zu arbeiten aufhört, gibt der Betriebsanzeiger 92 kein Ausgangssignal mehr ab und zeigt die digitale Ladezeitanzeige 1o2 weiter den letzten Zählstand des Zählers 98 an. Uenn der Wandler 3o dann wieder zu arbeiten beginnt, bewirkt das Ausgangssignal des Betriebsanzeigers 92 über die Rücksetzschaltung 96, daß der Zähler 98 und damit auch die digitale Ladezeitanzeige 1o2 zurückgesetzt wird.

Von der digitalen Ladezeitanzeige 1o2 erhält man eine beträchtliche Menge von'Informationen über die Funktion des implantierten Defibrillators 1o. Uenn der Schutzrohrkontaktschalter 46 unter der Einwirkung des Magneten 54 schließt und der Betriebsanzeiger 92 nicht anspricht, d.h., daß die Sichtanzeige 1o2 keine Anzeige

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ergibt, erkennt man, daß die Flimmeranzsigeschaltung 14 gestört ist. Wenn dagegen die Sichtanzeige 1o2 eine Ladezeit anzeigt, die in einem bestimmten Bereich liegt, erkennt man, daß die Flimmeranzeigeschaltung richtig arbeitet. Fortschreitend zunehmende Ladezeiten besagen, daß die Batterie fast verbraucht ist. nan kann daher einen größtmöglichen Schutz des Trägers gewährleisten, indem man den implantierten Defibrillator 1o mit Hilfe der externen Einrichtung 80 kontrolliert.

Die Fig. 3 ist ähnlich wie die Fig. 1 ein Blockschemao Dabei sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden nur die Unterschiede beschrieben.

Gemäß Fig. 3 besitzen die Störungsanzeigekreise 16 einen Sollbereichsüberschreitungs-Detektor Ho und einen Verstärkungsfaktor-Meßkreis 112. Die Ausgänge dieser beiden Einrichtungen werden an ein NAND-Gatter angelegt, dessen Ausgang an einem Eingang eines NDR-Gatters 116 liegt, das über eine Diode 118 und den vorstehend beschriebenen Widerstand 32 ein Signal zum Auslösen des Wandlers 3o abgibt. Das Ausgangssignal eines NAND-Gatters 12o wird sowohl an den anderen Eingang des NOR-Gatters als auch an den Takteingang eines Impulszä hlers 122 angelegt. Man erkennt, daß der eine Eingang des NAND-Gatters 12o das von dem zweiten Pegelvergleicher 22 über die Leitung 66 abgegebene Flimmeranzeigesignal ist. An dem anderen Eingang des NAND-Gatters 12o liegt über einen Negator der Ausgang Q 4 des Impulszählers 122.

Das von dem Pegelvergleicher 22 abgegebene Flimmeranzeigesignal wird ferner nach Negativen in einem Negator 128 an das UND-Gatter 126 angelegt, an dessen anderem Eingang der Ausgang Q 1 des Impulszählers 122 liegt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 126 wird über eine Parallelschaltung eines Widerstandes 129 und einer Diode 13o und

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über einen Kondensator 132 an den Rücksetzeingang des Impulszählsrs 122 angelegt. Han erkennt, daß an dem Ausgang Q 3 des Impulszählers 122 die Leitung 72 zum Einschalten der zweiten Energiestufe angeschlossen ist.

Der in Fig. 3 dargestellte Lade- und Ent-1 ade-Hilfsschaltkreis 26 hat v/aneinander getrennte Eingänge für Lade- und EntJadesignale. Der Eingang für das Entladesignal ist mit der Verbindung zwischen dem Widerstand 32 und der Diode 48 und der Eingang für das Ladesignal mit dem Ausgang des Negators 134 verbunden. Der Ausgang des Negators 134 liegt auch an dem einen Eingang eines ODER-Gatters 136, an dessen anderem Eingang die Leitung 138 liegt, über die das eine Impulsabgabe anzeigende Signal abgegeben uird.

Der Ausgang des ODER-Gatters 136 liegt an dem Rücksetzeingang eines D-Füpflops 14o, das ein an seinen Eingang 0 angelegtes Signal an seinen Ausgang Q abgibt, wenn an dem Eingang C des Flipflops ein Taktimpuls liegt. Mit dem Eingang ΰ des Flipflops 14o ist über einen Negator der Ausgang C] 4 des Impulszählers 122 verbunden. An den Takteingang des Flipflops 14o uird über die Leitung 166 das Flimmeranzeigesignal angelegt. Man erkennt, daß über den Ausgang Q des Flipflops 14o und die Leitung 6B zum Vorbereiten der Entladung durch den Patienten die Betätigung des Impulsschalters 4o (Fig. 1) gesteuert uird.

Die in Fig. 3 dargestellte Schaltung arbeitet wie folgt. Uenn die Flimmeranzeigeschaltung 14 ein Flimmern erkennt, beginnt das Laden des Flimmeranzeigekondensators 18 zu der Spannung Vcc hin. Uenn die Ladung ei ti σ; Kondensators 18 einen vorherbestimmten, niedrigen Schuellenuert von etwa 1,2V erreicht, spricht der Pegelvergleicher 2o an und legt er an die Ansteuerleitung ein Großsignal an<· Daher werden über die Leitung 21 der zweiten

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Pegelvergleicher 22 und die Clamping-Schaltung 24 und werden ferner der Sollbereichsüberschreitungs-Detektor 11o und der Verstärkungsfaktor-Meßkreis 112 angesteuert. Auf diese Ueise wird Batterieleistung gespart.

Die Flimmeranzeigeschaltung kann natürlich zahlreiche Formen annehmen und daher auch auf verschiedene Ueise geprüft werden. Hier ist beispielsweise angenommen, daß die Flimmeranzeigeschaltung gemäß den Angaben der US-Patentanmeldung Serial Να. 62o o25 vom 3o. September 1975 ausgebildet ist.

Die Flimmeranzeigeschaltung uird nicht v/ollständig beschrieben. Es genügt die Feststellung, daß diese Schaltung mit einer Verstärkungsregelung versehen ist und zur Anzeige des Flimmerns die Zeitdauer auswertet, in der ein gefiltertes EKG-Signal außerhalb eines vorherbestimmten Sollbereichs bleibt. Daher bestehen die Störungsanzeigekreise 16 aus einem Sollbereichsüberschreitungs-Detektor 11o und einem Verstärkungsfaktor-Meßkreis 112.

Die Prüfung der Flimmeranzeigeschaltung 14 beginnt, wenn der erste Pegelvergleicher 2o die beiden Störungsanzeigkreise angesteuert hat. Zunächst stellt der Sollbereichsüberschreitungs-Detektor 11o fest, ob sich das gefilterte EKG-Signal langer als zulässig außerhalb des Sollbereichs befindet. Uenn sich das gefilterte EKG-Signal länger als ein bis zwei Sekunden außerhalb des Sollbereichs befindet, liegt eine Störung vor.

Im Falle des Erkennens einer derartigen Störung gibt der Sollbereichsüberschreitungs-Detektor 11o ein Sollbereichsüberschreitungssignal (Kleinsignal) an das NAND-Gatter 114 ab, das jetzt über die Leitung 64 ein Signal abgibt, das die Clamping-Schaltung 24 ansteuert. Infolgedessen wird die Spannung an dem Flimmeranzeigekon-

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densator 18 unter dem Schwellenwert des zweiten Pegelvergleichers 22 gehalten.

Uenn der Detektor 11o keinen Fehler erkennt, bleibt sein Ausgang auf dem Großsignalpegel, worauf die nächste Prüfung der Flimmeranzeigeschaltung 14 beginnt. Zu diesem Zweck stellt der Verstärkungsfaktor-Neßkreis 112 fest, ob der Verstärkungsfaktor der Flimmeranzeigeschaltung über einem vorherbestimmten Schwellenwert liegt, beispielsweise weil der Verstärkungsregelkondensator fehlerhaft ist. Bei einem zu hohen Verstärkungsfaktor wird durch ein von dem Verstärkungsfaktor-Meßkreis 112 abgegebenes Kleinsignal das NAND-Gatter 114 angesteuert. Jetzt wird dieselbe Vorgangsfolge durchgeführt wie bei der Abgabe des Bereichsüberschreitungssignals des Detektors 11o. Daher kann die Schaltung im Falle einer Störung nicht arbeiten, weil ein an eine der beiden Störungsanzeigeleitungen angelegtes Kleinsignal bewirkt, daß der Ausgang des NAND-Gatters 114 auf den Großsignalpegel geht, so daß das NOR-Gatter 116 an die Leitung zum Ansteuern des Hauptimpulsgebers ein Kleinsignal anlegt.

Uenn bei voll funktionsfähiger Flimmeranzeigeschaltung 14 ein Flimmern auftritt, wird der Kondensator 18 weitergeladen, bis seine Spannung schließlich den Schwellenwert des zweiten Pegelvergleichers 22 erreicht. In diesem Zeitpunkt wird an die Leitung 66 ein Großsignal angelegt, welches das Flimmern anzeigt· Infolgedessen wird das Flipflop 14o getaktet und der Stromkreis für die Entladung durch den Patienten angesteuert. Es sei angenommen, daß der Impulszähler 122 auf Null zurückgestellt worden ist und daß an den Ausgängen Q 1, Q 3 und Q 4 der Kleinsignalpegel liegt. Infolgedessen geht der Ausgang des NAND-Gatters 12o auf den Kleinsignalpegel. Da keine Fehler vorhanden sind, liegt an beiden Eingängen des NOR-Gatters 116 der Kleinsignalpegel und am Ausgang des Gatters 116 der Groß-

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signalpegel, so daß die Gleichstromwandler- und Energiespeicherschaltung 3o (Fig. 1) ausgelöst uird.

Auch bei arbeitendem Uandler 3o kann durch Schließen des Schutzrohrkontaktschalters 46 das Laden de? Energiespeicherkondensators unterbrochen werden. Der Schalter 46 ist in der Nähe des Ausganges der Schaltungsanordnung angeordnet, damit seine Steuerfunktion uon in dem Logiknetzuerk etua vorhandenen Störungen möglichst unabhängig ist. Bei geschlossenem Schalter 46 uird über die Diode 48 an die Uandlerauslöseleitung das Kleinsignal angelegt, so daß der Gleichstromwandler ausgeschaltet uird. Der widerstand 5o ist ziemlich hochohmig, so daß auch bei einem Kurzschluß in der Diode 49 ein genügend starker Strom zum Einschalten des Wandlers 3o fließen kann. Durch das Schließen des Schutzrohrkontaktschalters 46 uird ferner das Flipflop 14o zurückgesetzt und im schlimmsten Fall ein Impuls an die Prüflast 42 (Fig. 1) abgegeben.

Uenn keine Störung erkannt und auch der Schutzrohrkontaktschalter 46 nicht geschlossen wird, setzt die Schaltungsanordnung ihren normalen Betrieb fort. Das Anlegen eines Großsignals an die Uandlerauslöseleitung bewirkt, daß an den Lade- und Entlade-Hilfsschaltkreis 26 ein Entlariesignal angelegt uird, uelches das Entladen des Flimmeranzeigekondensators 18 einleitet. Uenn an den Leitungen für das Lade- und das Entladesignal das Kleinsignal liegt, ist der Ausgang des Schaltkreises 26 erdfrei. Der Flimmeranzeigekondensator 18 wird entladen, bis seine Spannung unter den Schwellenwert des zweiten Pegeluergleichers 22 gesunken ist und an die Leitung 66 kein Flimmeranzeigesignal mehr angelegt wird. Detzt geht der Ausgang des NAND-Gatters auf den Großsignalpegel, so daß der Impulszähler 122 einen Zählschritt ausführt und an seinen Ausgang Q 1 den Großsignalpegel anlegt. Gleichzeitig wird an das NOR-Gatter ein Großsignal und daher an die Uandlerauslöseleitung ein Kleinsignal, d.h. ein Impuls, angelegt.

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Der Gleichstromwandler 3o ist so ausgebildet, daß er nach seinem Auslösen selbstschuingend ist, d.h., daß er selbständig weiterschuingt, wenn ein einziger Impuls an die Uandlerauslöseleitung gelegt worden ist. Der Uandler 3o legt dann fortlaufend Impulse an die Entladesignalleitung des Lade- und Entlade-Hilfsschaltkreises 26 an, so daß die Spannung an dem Flimmeranzeigekondensator 18 niedrig gehalten und gewährleistet wird, daß sich nach der Abgabe eines Defibrillationsxmpulses dieser Kondensator im richtigen Zustand befindet. Nach der Abgabe eines derartigen Impulses und der Abgabe eines die Impulsabgabe anzeigenden Signals über die Leitung wird das Flipflop 14o über das DDER-Gatter 136 zurückgesetzt.

Bis zur Abgabe eines Impulses und zum Ausschalten des Uandlers 3o wird die Flimmeranzeigeschaltung gesperrt. Uenn der abgegebene Impuls den gewünschten Erfolg hat, wird die Flimmeranzeigeschaltung wieder in ihren Bereitschaftszustand gebracht und der Lade- und Entlade-Hilf sschaltkreis 26 steuerungsunfähig gemacht. Jetzt liegt am Ausgang des UND-Gatters 126 der Großsignalpegel und wird nach etwa 1o bis 2o Sekunden der Impulszähler 122 auf Null zurückgesetzt, d.h., daß ein Defibrillationsuorgang beendet ist.

Uenn dagegen der Defibrillationsimpuls nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt hat, beginnt die Flimmeranzeigeschaltung ein neues Arbeitsspiel. LJenn die FlimmeranzHÜjcleitung 66 wieder auf den Großsignalpegel geht, legt das UND-Gatter 126 an seinen Ausgang das Kleinsignal an, so daß der Impulszähler 122 nicht auf Null zurückgesetzt werden kann und am Ende des Flimmererkennungsimpulses der Impulszähler 122 jetzt fortgeschaltet wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel geht der Ausgang Q 4 nach dem vierten Impuls auf den Großsignalpegel, so daß dann auch der Ausgang des NAND-Gatters 12o auf dem Großsignalpegel

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gehalten uird. Beim fünften Anlegen des Großsignals an die Flimmeranzeigeleitung uird jetzt die Uandlerauslöseleitung blockiert, so daß das Flipflop 14o nicht zurückgesetzt und die Leitung 68 zur Vorbereitung der Entladung durch den Patienten auf dem Kleinsignalpegel gehalten uird. Unter diesen Bedingungen uird der Lade- und Entlade-Hilfsschaltkreis 26 nicht angesteuert und bleibt die Flimmeranzeigeleitung auf dem Großsignalpegel, solange ein Flimmern erkannt uird. Am Ausgang des UND-Gatters 126 liegt der Kleinsignalpegel, und der Impulszähler 122 uird erst zurückgesetzt, uenn 2o Sekunden lang kein Flimmern mehr erkannt uorden ist. Weitere Impulse werden nicht abgegebene

Nachstehend uir die Störungsanzeigeschaltung noch ausführlicher beschrieben. Uenn das Laden des Flimmeranzeigekondensators 18 durch eine Störung bedingt ist, legt einer der beiden Störungsanzeigekreise 11o und 112 an seinen Ausgang ein Kleinsignal an. Am Ausgang des NAND-Gatters 114 liegt dann der Großsignalpsgel, und die Uandlerauslöseleitung bleibt auf dem Kleinsignalpegel. Das NAND-Gatter 114 legt an seinen Ausgang das Großsignal an, so daß die Clamping-Schaltung 24 angesteuert uird und der Flimmeranzeigekondensator 18 nicht bis zum Schuellenuert des zueiten Pegelvergleichers 22 geladen uerden kann.

Die Störung kann nun entueder vorübergehend

oder bleibend sein. Bei einer bleibenden Störung bleibt die Schaltung in ihrem Bereitschaftszustand und kann der Arzt bei der nächsten Untersuchung des Patienten feststellen, daß der implantierte Defibrillator gestört ist. Bei einer vorübergehenden Störung zeigt einer der Störungsanzeigekreise 11o und 112 nach einiger Zeit an, daß die Störung nicht mehr vorhanden ist, uorauf die Clamping-Schaltung steuerungsunfähig uird. Nach dem Fortfall der Störung soll die Clamping-Schaltung 24 geuährleisten, daß

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Spannung an dem Flimmeranzeigekondensator 18 beträchtlich unter dem Schuellenuert des Pegelvergleichers 22 liegt. Dadurch uird für eine Verzögerung gesorgt, so daß die Störungsanzeigeschaltung uieder einuandfrei angesteuertuerden kann, ehe der Schuellenuert des zueiten Pegelvergleichers 22 erreicht uird. Ohne die Clamping-Schaltung uürcie die Uandlerauslöseleitung nach dem Fortfall einer Störung sofort auf den Großsignalpegel gehen. Durch das NOR-Gatter 116 und die Clamping-Schaltung 24 ist für eine redundante Sperrung der Uandlerauslöseleitung im Fall einer Störungsanzeige gesorgt.

Im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig.1 uurde bereits gesagt, daß die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung von außen geprüft uerden kann. Zu diesem Zueckuird der Schutzrohrkontaktschalter 46 geschlossen, der im Falle einer Störung eine zuverlässige Sperrung der Einrichtung geuährleistet und der eine PrüfVorgangsfolge einleitet. Diese uird nachstehend beschrieben.

Beim Schließen des Schutzrohrkontaktschalters 46 geht der Ausgang des Negators 134 auf den Großsignalpegel, so daß das Flipflop 14o zurückgesetzt uird und durch ein Ladesignal der Lade- und Entlade-Hilfsschaltkreis 26 veranlaßt uird, mit dem Laden des Flimmeranzeigekondensators 18 zu beginnen. Dieser Schaltkreis 26 kann unabhängig von einem Ansteuersignal des Pegelvergleichers 2o arbeiten.

Uenn die Spannung an dem Flimmeranzeigekondensator 18 den Schuellenuert des Pegelvergleichers 2o überschreitet, uerden die beiden Störungsanzeigekreise angesteuert. Uenn der Schuellenuert des Pegelvergleichers 22 erreicht uird, geht die Uandlerauslöseleitung auf den GroB-signalpegel, doch uird das Flipflop 14o jetzt nicht gesAzt,

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ueil es von dem OOER-Gatter 136 ein Rücksetzsignal erhält. Auch der Ausgang des NOR-Gatters 116 geht auf den Großsignalpegel. Die Leitung zum Vorbereiten des Auslösens des Uandlers uird jedoch auf dem Kleinsignalpegel gehalten, ueil die Diode 48 über den geschlossenen Schutzrohrkontaktschalter 46 geerdet ist.

Nach der Freigabe des Schutzrohrkontaktschalters 46 erscheint an der Uandlerauslöseleitung ein Großsignal und uird an den Lade- und Entlade-Hilfsschaltkreis 26 ein Entladesignal angelegt. Dadurch uird geuährleistet, daß uährend des Betriebes des Gleichstrornuandlers 3o der Flimtneranzeigekonriensator ständig entladen uird. An der Leitung 62 zum Vorbereiten der Entladung durch den Patienten liegt der Kleinsignalpegel. Daher erfolgt die Impulsabgabe nicht durch die implantierten Elektroden, sondern über die Prüflast 42.

In dem vorstehend beschriebenen Prüfvorgang uird ein großer Teil der implantierten Schaltung geprüft, d.h., daß eine sehr weitgehende Prüfung erfolgt. Die Flimmeranzeigeschaltung 14 uird gründlich geprüft. Ein großer Teil des Logiknetzuerks uird betätigt. Der Energiespeicherkondansator uird vollständig geladen. An die Prüflast uird ein normaler Defibrillationsimpuls abgegeben. Wichtig ist auch, daß die Ergebnisse der Prüfung des implantierten Defibrillators auf einer externen Ladezeit-Sichtanzeige angezeigt uerden können, von der beträchtliche Informationen über die Funktion der implantierten Einrichtung geuonnen uerden können.

Vorstehend uurde ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, doch ist die Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt.

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Claims

P at cn t απ sp rü ch e:

g,

Prüfeinrichtung zum Prüfen eines voll im-

plantierbaren^Hrr.irhythmuskorrekturgerr-its, das eine Flimmeranzeigeschaltung besitzt, ferner einen Energiespeicher, eine Ladeeinrichtung zum Laden des Energiespeichers auf einen Pegel, der zur Defibrillation eines rhythmusgestörten Herzens geeignet ist und eine Entladungsauslöseeinrichtung zum Auslösen der Entladung des Energiespeichers in das Herz eines Trägers, dadurch gekennzeichnet, JgG der Flimmeranzeigeschaltung eins Störungsanzeigeeinrichtung zugeordnet ist, die eine Feststellung ermöglicht, ob die Flimmeranzeigeschaltung gestört ist oder unter Einhaltung vorherbestimmter Kriterien arbeitet, und daS der Störungsanzeigeeinrichtung eine Sperreinrichtung zugeordnet ist, die eine Entladung des Energiespeichers in Das Herz des Trägers verhindert, uenn die Störungsanzeigeeinrichtung eine Störung der Flimmeranzeigesohaltung anzeigt.
2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anstsuereinrichtung zum Ansteuern der Störungsanzeigeeinrichtung, uenn die Flimmeranzeigeschaltung ein Flimmern anzeigt.
3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Störungsanzeigeeinrichtung einen Sollbereichsüberschreitungs-Detektor und einen Uerstarkungsfaktor-Meßkreis aufweist.
4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine v/oll implantierbare Prüflast und durch einen v/oll implantierbaren Impulsschalter, der bestimmt, ob der Energiespeicher in das Herz des Trägers oder in die implantierbare Prüflast entladen wird.
5. Prüfeinrichtung nach Anspruch 4, gekenn-

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ORIGINAL INSPECTED

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zeichnet 'lurch eine Steuereinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die dazu disnt, bRim Erkennen einer Störung in der Flimmeranzoigeschaltung rien Impulsschalter in einen solchen Zu-ε-tan:! zu versetzen, riaü der Energiespeicher mit der Prüflast verbunden ist.
6. Prüfeinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eins voll impJ antierbare Schalteinrichtung zum Auslöpsn des Betriebes der Prüfeinrichtung auf Grund einer Betätigung von auGen.
7. Prüfeinrichtung zum Prüfen eines voll implanti erbi-r?n Herzrhythmuskorrekturgeräts, das eine Flimmeranzeigeschaltung besitzt, ferner einen Energiespeicher, eine Ladeeinrichtung zum Laden des Energiespeichers auf einen Pegel, der zur Defibrillation eines rhythmusgestörten Herzens geeignet ist, eine Entladungsauslöseeinrichtung zum Auslösen :1er Entladung des Enf3rgiespeichers in das Herz eines Tri/gers, eine Prüfschaltung zum Prüfen der Flimmeranzeigeschaltung und zum Anzeigen von Störungen in derselben, eine voll implantierbare Prüflast und einen voll implantierbaren Schalter zum Entladen des Energiespeichers in das Herz oder in die Prüf.last, gekennzeichnet durch eine externe Kontrolleinrichtung mit einer Meßeinrichtung zum Res-sen der Zeit, die vom Beginn des Ladens des Energiespeichers bis zum Entladen des Energiespeichers in das Herz verstreicht, und mit einer Sichtanzeige zum Anzeigen dieser Zeit.
0. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kontrolleinrichtung zur externen Kontrolle der. Zustandes der Sperrsinrichtung.
9. Prüfeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Knntral !■: ·-'(-'r Zulande? der Sperr-

§09848/106 9

2822798

einrichtung dpr Betriebszustand der Ladeeinrichtung während des PrüfVorganges erfaßt uird.
10. Prüfeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nie Ladeeinrichtung eine implantierte Spu]e aufweist und dieser eine magnetische Koppelungseinrichtung zugeordnet ist, die anzeigt, ob die genannte Spule eingeschaltet ist und daher der Energiespeicher geJaden uird.
11. prüfeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Auslösen eines vollständigen PrüfVorganges des Defibrillators auf Grund eines externen Befehls.
12. Prüfeinrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine externe Betätigungseinrichtung, die dazu dient, vor der Inbetriebnahme der Prüfeinrichtung den Defibrillator vorübergehend zu sperren.

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