DE2822799C2

DE2822799C2 - Implantierbares Herzrhythmuskorrekturgerät

Info

Publication number: DE2822799C2
Application number: DE2822799A
Authority: DE
Inventors: Alois A. Pittsburgh Pa. Langer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1978-05-24
Publication date: 1982-11-25
Also published as: DE2822799A1; CA1109125A; GB1601545A; NL188506B; US4164946A; JPS6125388B2; JPS53148887A; NL7805775A; NL188506C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein implantierbares Herzrhythmuskorrekturgerät gemäß Oberbegriff drs Hauptanspruchs.

Ein implantierbares Herzrhythmuskorrekturgerät der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 26 12 768 bekannt. Dieses bekannte Herzrhythmuskorrekturgerät dient zur Korrektur des Herzvorhofflatterns. Hierbei wird zur Herzrhythmuskorrektur ein elektrischer Impuls über eine Elektrode an den Vorhof des Herzens abgegeben, die im Brustkorb des an Herzvorhofflattci ι leidenden Patienten implantiert ist. Dieses bekannte Herzrhythmuskorrekturgerät hat auch eine Prüfeinrichtung zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit des Geräts. Mit Hilfe dieser Prüfeinrichtung wird das Aufladen und Entladen des Energiespeichers für die Energie des jeweils zu bildenden Korrektursignals kontrolliert. Zur Kontrolle der Bereitschaft des implantierten Herzrhythmuskorrekturgeräts wird daher die im Energiespeicher gespeicherte Energie über einen Kontrollverbraucher abgegeben. Daher ist mit Hilfe dieser Prüfeinrichtung bei dem bekannten Herzrhythmuskorrekturgerät nur der Auflade- und Entladeteil des Herzrhythmuskorrekturgeräts hinsichtlich der Funktionsfähigkeit kontrollierbar. Da aber auch Funktionsstörungen beim Detektor des Herzrhythmuskorrekturgeräts auftreten können, der im Bedarfsfall automatisch zumindest ein elektrisches Korrektursignal ans Herz abgibt, kann es daher passieren, daß bei einem fehlerhaft arbeitenden Detektor möglicherweise ein elektrisches Korrektursignal abgegeben wird, ohne daß es erforderlich ist, oder daß kein elektrisches Korrektursignal abgegeben wird, obwohi es erforderlich ist, so daß sich aufgrund einer Funktionsstörung des Detektors für den Träger eines Herzrhythmuskorrekturgeräts lebensgefährliche Situationen ergeben können. Insbesondere bei einem Defibrillator, der zur Korrektur von Herzfibrillationen bestimmt ist, muß nämlich das Korrektursignal möglichst umgehend und zuverlässig an das Herz des Patienten abgegeben werden, um den lebensbedrohenden Zustand der Herzfibrillation zu vermeiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein ι-, Herzrhythmuskorrekturgerät der eingangs genannten Art in Form eines Defibrillators zu schaffen, der gegen Fehlfunktionen des Detektors gesichert ist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptan-Spruchs gelöst.

Das erfindungsgemäße, als Defibrillator, der im Bedarfsfall automatisch zumindest ein elektrisches Korrektursignal ans Herz abgibt, ausgebildete Herzrhythmuskorreklurgerät hat daher eine Kontrolleinrichtung für den auf Herzfibrillationen ansprechenden Detektor. Diese Kontrolleinrichtung dient zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Detektors. Wenn die Kontrolleinrichtung- bei dem Defibrillator eine Funktionsstörung des Detektors ermittelt, wird über eine der Kontrolleinrichtung nachgeschaltete Sperreinrichtung verhindert, daß Defibrillationssignale ans Herz abgegeben werden. Im Zusammenwirken ermöglichen daher die Kontrolleinrichtung und die Sperreinrichtung, daß der Detektor ständig vor der Abgabe von Defibrillationssignalen überwacht wird und daher zuverlässig gewährleistet wird, daß die Defibrillationssignale ans Herz nur abgegeben werden, wenn vom Detektor eine Herzfibrillation fehlerfrei ermittelt worden ist. Daher ermöglicht die vorgenannte Auslegung des Defibrillators, daß die Funktionsfähigkeit det bestimmenden Teile des Defibrillators hinsichtlich ihrer Funktionsfähigkeit ständig selbst überwacht werden.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wiedergegeben. Bei der Auslegung des implantierbaren Herzrhythmuskorrekturgeräts nach Anspruch 2 wird ein übermäßiger Energieverbrauch des implantierten Herzrhythmuskorrekturgeräts bei der Überwachung der Funktionsfähigkeit des Detektors verhindert, da die Kontrolleinrichtung erst so dann aktiviert wird, wenn der Detektor ein Herzfibrillieren feststellt. Diese Auslegung ist insbesondere zweckmäßig, wenn das Herzrhythmuskorrekturgerät bzw. der Defibrillator mit einer Batterie als Energieqeul-Ie versorgt wird. Hierbei entnimmt nämlich dann die Kontrolleinrichtung für den Detektor der Batterie nicht ständig Energie, sondern nur dann, wenn der Detektor ein Herzfibrillieren überhaupt feststellt.

Bei der Weiterbildung des implantierbaren Herzrhythmuskorrekturgeräts nach Anspruch 3 erstreckt so sich die Kontrolle der Kontrolleinrichtung für den Detektor sowohl auf das gefilterte EKG-Signal a|s maßgebende Größe für den auf Herzfibrillationen ansprechenden Detektor als auch auf den Verstärkungsfaktor des auf Herzfibrillationen ansprechenden Detektors, wozu die Kontrolleinrichtung eine Verstärkungsfaktor-Meßschaltung enthält. Auf diese Weise wird mit Hilfe der Kontrolleinrichtung nicht nur die Signalverarbeitung des auf Herzfibrillationen ansprechenden

Detektors, der als Eingangssignale die gefilterten EKG-Signale erhält, sondern auch der Ausgabeteii des Detektors überwacht, wobei durch Bestimmung des Verstärkungsfaktors die Größe bzw. die Dauer der an das Herz abzugebenden Defibriüationssignale beein- ^ flußtwird.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 ein 3k>ckschaltbild eines als Defibrillator iu ausgebildeten implantierbaren Herzrhythmuskorrekiurge,äts,

Fig.2 ein Blocksclraltbild einer außerhalb des Körpers vorgesehenen Prüfeinrichtung zur Funktionsprüfung des Defibrillators von F i g. 1 und ι >

Fig.3 Schaltungseinzelheiten des Blockschaltbildes von Fig. 1.

In Fig. 1 ist insgesamt mit 10 ein implantierbarer Defibrillator bezeichnet, der ein Herzrhythmuskorrekturgerät darstellt Der Defibrillator 10 besitzt implantierbare und zur Abgabe von Defibrillationssignalen ans Herz dienende Elektroden 12, die auch als Bestimmungseinrichtung für Herzfibrillationen dier.cn, indem sie EKG-Signale an einen auf Herzfibrillationen ansprechenden Detektor 14 abgeben.

Die Funktionsfähigkeit des Detektors 14 wird durch eine Kontrolleinrichtung 16 überwacht Der Ausgang des Detektors 14 liegt an einer Ansteuerschaltung, die von einem Kondensator 18 und einem ersten Pegelvergleicher 20 gebildet wird, und an einem zweiten jo Pegelvergleicher 22. Der Kontrolleinrichtung 16 ist eine Sperreinrichtung 24 in Form einer Begrenzer-Schaltung nachgeschaltet. Ferner ist eine Lade- und Entladungsauslöse-Einrichtung 26 vorgesehen.

Mit der Kontrolleinrichtung 16 über eine Verbindung 62, dem zweiten Pegelvergleicher 22 über eine Verbindung 66, der Begrenzer-Schaltung 24 über eine Verbindung 64 und der Lade- und Entladeauslöse-Einrichtung 26 ist eine logische Steuereinrichtung 28 verbunden, die über einen Widerstand 32 mit einer Gleichstrom«randlerschaltung mit einem Energiespeicher (insgesamt mit 30 bezeichnet) verbunden ist. Der logischen Steuereinrichtung 28 ist ferner ein Impulszähler 34 über eine Verbindung 70 zugeordnet. In Reihe mit der Gleichstromwandlerschaltung mit dem Energiespei- * > eher 30 sind ein Impulsgeber 38, der über eine Verbindung 138 an die logische Steuereinrichtung angeschlossen ist, und ein Impulsschalter 40 geschaltet. Der Impulsschalter 40 ist mit einem implantierbaren Kontrollverbraucher 42 und über Leitungen 44 mit den Elektroden 12 verbunden. Über eine Verbindung 36 ist der Impulszähler 34 mit der logischen Steuereinrichtung 28 rückgekoppelt.

Zwischen dem Widerstand 32 und der Gleichstromwandlerschallung mit dem Energiespeicher 30 ist über eine Diode 48 ein Schutzrohrschalter 46 angeschlossen. An die Verbindungsstelle zwischen dem Schutzrohrschalter 46 und der Diode 48 wird über einen Widerstand 50 eine Vorspannung Vcc angelegt. Diese Verbindungsstelle ist durch eine Leitung 52 mit der logischen Steuereinrichtung 28 verbunden. Der implantierte Schutzrohrschalter 46 läßt sich mit Hilfe eines Magneten von außen betätigen (siehe 54 in F i g. 2). Die Haut des Trägers des Defibrillators 10 ist durch eine gestrichelte Linie 56 dargestellt. Durch die Haut 56 t>5 hindurch läßt sie!« eine implantierte Spule 58 der Gleichstromwandlerschaltung 30 mit einer außerhalb angeordneten Spule 60 koppeln.

Der in Fig. 1 dargestellte Defibrillator 10 hqt die folgende Funktionsweise:

Das EKG-Eingangssignai von den Refc;.-ud?n 12 liegt γ,ϊί Fingang des Detektors 14 an. Wenn bei fehlerfrei arbeitendem Detektor 14 eine Herzfibrillation auftritt, vird der Kondensator 18 aufgeladen. Durch das Aufladen des Kondensators 18 auf einen vorbestimmten, niedrigen Sollwert von beispielsweise 1,2 V wird der erste Pegelvergleicher 20 angesteuert Ober die Leitung 21 am Ausgang des ersten Pegelvergleichers 20 werden dann weitere Einrichtungen, wie auch die Kontrolleinrichtung 16, erst dann angesteuert, wenn das Signal am Eingang des ersten Pegelvergleichers 20 den Sollwert überschreitet, d. h. ein Herzfibrillieren festgestellt wird, um der Batterie möglichst wenig Energie zu entnehmen.

Nach Aktivierung prüft die Kontrolleinrichtung 16 bestimmte Funktionen des Detektors 14. Wird eine Funktionsstörung festgestellt, gibt alt Kontrolleinrichtung 16 über die Leitung 62 ein Störungsar.zeigesignal an die logische Steuereinrichtung 28 ab, die dann über die Leitung 64 die Sperreinrichtunr. bzw. Begrenzerschaltung 24 ansteuert Diese Schaltung 24 hält jetzt den Kondensator 18 der Ansteuerschaltung 18,20 auf einer Spannung unter dem Sollwert des zweiten Pegelvergleichers 22. Solange die festgestellte Funktionsstörung des Detektors 14 vorhanden ist, bleibt der vorstehend beschriebene Zustand aufrechterhalten. Handelt es sich um eine vorübergehende Funktionsstörung, wird das Strömungsanzeigesigna! in der Leitung 62 nach Beendigung der Funktionsstörung wieder aufgehoben.

Tritt nun bei frei von Funktionsstörungen arbeitendem Detektor 14 eine Herzfibrillation auf, wird der Kondensator 18 geladen, bis seine Spannung den Sollwert des Pegelvergleichers 22 erreicht Darauf wird der Pegelvergleicher 22 angesteuert und gibt über die Leitung 66 ein Signal an die logische Steuereinrichtung 28 ab, die nunmehr die Abgabe von Defibrillationssignalen veranlaßt

Die Schaltung ist so beschaffen, daß nach einem solchen ein Herzfibrillieren charakterisierendes Signal die logische Steuereinrichtung 28 der Lade- und En^adungsauslöse-Einrichtung 26 ein Signal zur Auslösung der Entladung liefert Dadurch wird der Kondensator 18 entladen, bis seine Spannung unter dan Sollwert des zweiten Pegelvergleichers 22 gefallen ist. Während der Entladung des Kondensators 18 wird die Gleichstromwandlerschaltung 30 angesteuert.

Die Gleichstromwandlerschaltung 30 lädt einen nicht dargestellten internen als Energiespeicher dienenden Kondensator auf, dessen Ladezustand durch den Impulsgeber 38 überwacht wird. Nach dem Aufladen des als Energiespeicher dienenden Kondensators auf eine vorbestimmte Spannung wird er über den Impulsgeber 38 entladen. Wenn sich der impulsschalter 40 im Schaltzustand zur Abgabe von Uefibrillationssignalen befindet, wird der Kondensator über die zu den Elektroden 12 führende Leitung 44 entladen, um so Korrektursignale ans Herz abzugeben.

Andererseits verbindet der Impulsschalter 40 den als Energiespeicher dienenden Kondensator in einem weiteren Schaltzustand mildem implantierten Kontrollverbraucher 42 zur Entladung. Der Impulsschalter 40 wird durch die logische Steuereinrichtung 28 über eine Leitung 68 angesteuert

Nach der Ahgi.be eines Defibriliationssignals ans Herz gibt die logische Steuereinrichtung 28 i.b~.~ die Leitung 70 an den Impulszähler 34 einen Zählirnpuls J·. Ist die Herzfibrillation mit Hilfe des Defibrillatiofissig-

nals beseitigt worden, kehrt der Defibrillator IO in seinen Bereitschaftsstand zurück. Wenn nach der Abgabe des Defibrillalionssignals die Herzfibrillationen andauern, wird über eine Leitung 72 an den Impulsgeber 38 ein Signal angelegt, um den als Energiespeicher dienenden Kondensator erneut zu entladen, wenn dieser Kondensator auf eine höhere zweite Spannung aufgeladen ist. Wenn der Kondensator diese höhere Spannung erreicht hat. erfolgt über den Impulsgeber 38 eine erneute Entladung unter Abgabe eines Defibrillationssignals ans Herz. Ferner wird über die Leitung 70 ein /weiter /ählimpuls an den Impulszähler 34 abgegeben und von diesem gezählt. Nach der vergeblichen Abgabe einer vorbestimmten Anzahl von Defibrillationsimpulsen. beispielsweise von vier Signalen. läßt sich die Herzfibrillalion mit Hilfe des Defibrillator 10 vermutlich nicht beseitigen. Daher wird über die Leitung 36 ein Sperrsignal abgegeben und der Defibrillator ausgeschaltet.

In der vorstehenden Beschreibung wurde angenominen, daß der Defibrillator 10 vollautomatisch arbeitet. H'ie Prüfeinrichtung ermöglicht es jedoch auch, zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eine Prüfentladung nach Belieben vorzunehmen. Zu diesem Zweck wird der in !·' i g. 2 dargestellte Magnet 54 im Bereich des Sehin/rohrschalters 46 an die Haut des Trägers ungelegt, so daß der Schutzrohrschalter 46 schließt und dor Impulsschalter 40 in den Zustand gebracht wird, in dem der als Energiespeicher dienende Kondensator über den implantierten Kontrollverbraucher 42 entladen wird.

Nach der Betätigung des Schutzrohrschalters 46 gibt die logische Steuereinrichtung 28 an die Lade- und Rntladiingsauslösf-Einrichtung 26 ein Signal ab. so daß der Kondensator 18 aufgeladen wird. Wenn beim Aufladen des Kondensators 18 seine Spannung den Sollwert des Pcgelvergleichers 20 erreicht, wird die Kontrolleinrichtung 16 angesteuert. Wenn jetzt keine Funktionsstörung festgestellt wird, wird der Kondensator 18 weiter aufgeladen, bis seine Spannung den Sollwert des Pegelvrrgieichers 22 erreicht. Darauf wird über die Leitung 66 ein eine Fibrillation anzeigendes Signal abgegeben und der als Energiespeicher dienende Kondensator wird über den Kontrollverbraucher 42 entladen.

Nachstehend wird anhand der Fig. 2 eine externe Einrichtung 80 beschrieben, deren Spule 60 mit der implantierten Spule 58 der Gleichstromwandlerschaltung 30 gekoppelt ist. Die Spule 60. ein Kondensator 82 und ein Widerstand 84 bilden einen Schwingkreis, der > auf die Frequenz der implantierten Spule 58 abgestimmt ist.

Im Betrieb ist bei arbeitender Gleichstromwandlerschaltung 30 die Spule 58 aktiviert und wird bei Vorhandensein der Empfangsspule 60 ein hochfrequen- 5 tes Signal an einen abgestimmten Verstärker 86 abgegeben. Das durch die Haut 56 des Trägers übertragene und verstärkte, hochfrequente Signal wird dann durch Demodulation in dem Demodulator 88 in ein Gleichstromsignal umgewandelt, das in einem Gleich- n stromverstärker 90 verstärkt wird.

Durch einen Betriebsanzeiger 92 wird unter genauer Bestimmung angezeigt, ob die Gleichstromwandlerscialtung 30 arbeitet oder nicht Bei arbeitender Gleichstromwandlerschaltung 30 gibt der Betriebsan- n

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Z.CJ£C1 -JL· ClII Olgliai HU, UU3 ulll.Cl.gl, UÜU UlC

Gleichstromwandlerschaltung 30 arbeitet, und das bewirkt, daß ein Zähler 98 zurückgesetzt wird. Ein Taktgeber 100. der über eine Verbindung 94 an den Ausgang des Betriebsanzeigers 92 angeschlossen ist. gibt Taktimpulse an den Zähler 98 ab, dessen Zählstand auf einer digitalen Ladezeit-Sichtanzeige 102 angezeigt wird.

Wenn die Gleichstromwandlerschaltung 30 zu arbeiten aufhört, gibt der Betriebsanzeiger 92 kein Ausgangssignal mehr ab und zeigt die digitale Ladezeitanzeige 102 weiter den letzten Zählstand des Zählers 98 an. Wenn die Gleichstromwandlerschaltung 30 dann wieder zu arbeiten beginnt, bewirkt das Ausgangssignal des Betricbsan/eipcrs 92 über eine Rückselzschaltung 96. daß der Zähler 98 und damit ;mch die digitale Ladezeitanzeige 102 zurückgcset/t wird.

Aus der digitalen Ladezeilan/eige 102 lasser! sich viele Informationen über die Funktion des implantierten Defibrillator 10 ableiten. Wenn der Schutzrohrschalter 46 unter der Einwirkung des Magneten 54 schließt und der Betriebsanzeiger 92 nicht anspricht, d. h. die Sichtanzeige W2 keine Anzeige ergibt, erkennt man. daß der Detektor 14 gestört ist. Wenn dagegen die Sichtanzeige 102 eine Ladezeit anzeigt, die in einem bestimmten Bereich liegt, erkenn! man. daß der Detektor 14 ohne Funktionsstörung arbeitet. Fortschreitend zunehmende Ladezeiten deuten auf eine fast leere Batterie hin. Der implantierte Defibrillator 10 läßt sich daher mit Hilfe der externen Einrichtung 80 wirksam überwachen.

GemaiJ F i g. 3 weist die Kontrolleinrichtung 16 einen Schwellwertdetektor 110 und eine Verstärkungsfaktor-MeßschaltiTg 112 auf.

Deren Ausgänge sind mit einem NAND-Glied 114 verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang eines NOR-Glieds 116 verbunden ist. das über eine Diode 118 und den Widerstand 32 ein Signal zui, Ansteuern d-.-r Gleichstromwandlersch^.liuPv¹ j»1 'iofen. i'-V.s Ausgangssignal cir:e^ NAND-Glieds 120 ist sowohl mit dem anderen Eingang des NOR-Glieds 116 als auch mit dem Takteingang Ceines Impulszähler 122 verbunden. An einem Eingang des NAND-Glieds 120 lieg; das von dem zweiten Pegelvergleicher 22 über die Leitung 66 abgegebene, eine Herzfibrillation anzeigende Signal an. An dem anderen Eingang des NAND-Glieds 120 liegt über einen Inverter 124 der Ausgang Q4 des Impulszähler 122.

Das von dem Pegeivergleicher 22 abgegebene Signal wird ferner nach Inversion in einem Inverter 128 einem Eingang eines UND-Güedes 126 zugeführt, sn dessen anderen Eingang ein Ausgang Qi des Iniputerählers 122 angeschlossen ist. Das Ausgangssignai des UND-Glieds 126 wird über eine Parallelschaltung ^a.ines Widerstandes 129 und einer Diode 130 an den Rücksetzeingang R des Impulszähler 122 und über einen Kondensator 132 an Ma?se angelegt. An einen Ausgang Q3 des Impulszähler 122 ist eine Leitung 72 zum Einschalten der höheren zweiten Energiestufe angeschlossen.

Die in F i g. 3 dargestellte Lade- und Entladungsauslöseeinrichtung 26 hat voneinander getrennte Eingänge zum Herbeiführen des Auf- und Entladens. Der Eingang zum Entladen ist mit der Verbindung zwischen dem Widerstand 32 und der Diode 48 und der Eingang zum Aufladen mit dem Ausgang eines Inverters 134 verbunden. Der Ausgang des Inverters 134 liegt auch an einem Eingang eines ODER-Glieds 136 an, dessen anderer Eingang rnii der Leitung 13S verbunden ist, über die das eine Impulsabgabe anzeigende Signal abgegeben wird.

Der Ausgang des ODEkCilictls 136 licgl an dem Rücksetzeingang R eines O-Flipflops 140. das ein an seinen Eingang /J angelegtes Signal an seinen Ausgang C? abgibt, wenn an dem F.ingang Cdes Flipflops 140 ein Taktimpuls liegt. Mit dem Eingang Π des Flipflops 140 ist über den Inverter 124 der Ausgang Q4 des Impulszähler 122 verbunden. An den Takteingang des Flipflops '40 wird über die Leitung 66 das eine Hcrzfibriti'alion anzeigende Signal angelegt. Über den Ausgang Q des Flipflops 140 und die Leitung 68 wird zum Vorbereiten der Defibrillation der Impulsschalter 40(Fi g 1)betätigt.

Wenn der Detektor 14 eine llerzfibrillation feststellt, wird der Kondensator 18 auf die Spannung Vcc aufgeladen. Wird beim Aufladen des Kondensators 18 ein vorbestimmten niedriger Sollwert von etwa 1.2 V erreicht, spricht der Pegelvergleicher 20 an und legt an die Anstetierlcitung 21 ein Großsignal an. Dadurch werden üKt die Leitung 21 der zweit·' Pegelvergleicher 17. und die Sperreinrichtung bzw. BeKrenzerschaltung 24 und ferner der Schweüwertdetektor 110 und die Verstärkungsfaktor-Meßschaltiing 112 erst in Betneb gesetzt, um der Batterie möglichst wenig Energie zu entnehmen.

Der Detektor 14 ist mit einer regelbaren Verstärkung versehen und wertet zur Feststellung von Herzfibrillationen die Zeitdauer aus. in der sich ein gefiltertes EKG-Signal langer als zulässig außerhalb eines vorgegebenen Sollwertbereichs befindet. Hierzu weist die Kontrolleinrichtung 16 einen Schwellwertdetektor 110 und eine VerstarkungsfaktorMeßschaltung 112 auf. Der Detektor 14 wird kontrolliert, wenn der erste Pegelvergleicher 20 die Kontrolleinrichtung 16 in Betrieb gesetzt hat. Zunächst kontrolliert der Schwellwertdetektor 110, ob sich das gefilterte EKG-Signal langer als zulässig außerhalb des Soilwertbereichs befindet. Wenn sich das gefilterte FKG-Signal langer als ein bis zwei Sekunden außerhalb des Sollwertbereichs befindet, liegt eine Funktionsstörung vor.

Wird bei der Kontrolle eine solche Funktionsstörung festgestellt, gibt der Schwellwertdetektor 110 ein Signal (Kleinsigna!) an das NAND-Glied 114 ab. das jetzt über J^;e Leitunr 64 ein Signal abgibt, das die Sperreinrichtung b.-A. "ejrenzerschaltung 24 ansteuert. Infolgedessen bleibt die Spannung des Kondensators 18 unter dem Sollwert des zweiten Pegelvergleichers 22.

Wenn der Schwellwertdetektor 110 keine Funktionsstörung ermittelt, bleibt sein Ausgang auf dem Großsignalpegel. Zur weiteren Kontrolle des Detektors 14 prüft die Verstärkungsfaktor-Meßschaltung 112, ob der Verstärkungsfaktor des Detektors 14 über einem vorgegebenen Schwellwert liegt, weil der Verstärkungsregelkondensator gestört ist. Liegt der Verstärkungsfaktor über dem vorgegebenen Schwellwert, wird durch ein von der Verstärkungsfaktor-Meßschaltung 112 abgegebenes Kleinsignal das NAND-Glied 114 angesteuert. Die weitere Schaltungsfolge entspricht der im Zusammenhang mit dem Schwellwertdetektor 110 beschriebene-¹ Der Defibrillator 10 gibt daher bei einer Funktionsstörung des L»«.i;!.;_-rs ¹^ ^eine Defibriilationssignale ab, da sich der Ausgang des NANi^-Gücis 114 auf dem Großsignalpegel befindet, so daß das NOR-Glied 116 an die Leitung zum Ansteuern des Impulsgebers 38 ein Kleinsignal anlegt

Tritt bei ohne Funktionsstörung arbeitendem Detektor 14 eine Herzfibrillation auf, wird der Kondensator 18 bis auf die Spannung des Sollwerts des zweiten Pegelvergleichers 22 aufgeladen. In diesem Zeitpunkt

wird an die Leitung 66 ein Großsignal angelegt. Infolgedessen wird das Flipflop 140 getaktet und die Schaltung zur Abgabe von Defibrillationssignalcn in Funktion gesetzt. Es sei angenommen, daß der Impulszähler 122 auf Null zurückgestellt worden ist und daß an den Ausgängen Qi, Q 3 und Q4 der Kleinsignalpegel anliegt. Infolgedessen geht der Ausgang des NAND-Glieds 120 auf den Kleinsignalpegel. Da keine Funktionsstörung vorhanden ist, liegt an beiden Eingang des NOR-Glieds 116 der Kleinsignalpegel und am Ausgang des Glieds 116 der Großsignalpegel. so ti,iß die Cilcichstromwandlcrschaltung 30 mit ihrem Energiespeicher (F i g. I) angesteuert wird.

Selbst bei arbeitender Gleichstromwandlcrschaltung 30 läßt sich durch Schließen des Schtit/.rohrschalters 46 das Aufladen des als Energiespeicher dienenden Kondensators unterbrechen. Bei geschlossenem Schutzrohrschalter 46 wird über die Diode 48 an die Gleichstromwandlerschaltung 30 das Kleinsignal zum Abschalten derselben angelegt. Uer Widerstand 5ö ist hochohmig. so daß auch bei einem Kurzschluß in der Diode 49 ein zum Einschalten der Gleichstromwandlerschaltung 30 ausreichender Strom vorhanden ist. Durch das Schließen des Schutzrohrschalters 46 wird ferner das Flipflop 140 zurückgesetzt und höchstens ein Signal an den Kontrollverbraucher42(Fig. I)abgegeben.

Ist keine Funktionsstörung des Detektors 14 vorhanden und auch der Schutzrohrschalter 46 nichi geschlossen, arbeitet der Defibrillator 10 wie üblich. Das Anlegen eines Großpegelsignals an die Gleichstromwandlerschaltung 30 steuert die Lade- und Entladungsauslöse-Einrichtung 26 an, um den Kondensator 18 zu entladen. Liegt hierbei ein Kleinpegelsignal an, ist der Ausgang der Lade- und Entladungsauslösc-Einrichtung 26 erdfrei. Der Kondensator 18 wird entladen, bis seine Spannung unter den Sollwert des zweiten Pegelvergleichers 22 fällt und über die Leitung 66 kein Signal mehr geliefert wird. Jetzt geht der Ausgang des NAND-Glieds 120 r.uf den Großsignalpegel, so daß der Impulszähler 122 einen Zählschritt ausführt und an seinen Ausgang Ol den Großsignalpegel anlegt. Gleichzeitig wird an das NOR-Glied 116 ein Großpegelsignal und daher zur Ansteuerung der Gleichstromwandlerschaltung 30 ein Kleinpef .!signal, d. h. ein Impuls, angelegt.

Die Gleichstromwandlerschaltung 30 ist so beschaffen, daß sie nach der Ansteuerung selbstschwingend ist, d. h. daß sie selbständig weiterschwingt, wenn ein einziges Signal zur Ansteuerung angelegt worden ist. Die Gleichstromwandlerschaltung 30 liefert dann fortlaufend Signale für die Lade- und Entladeauslöse-Einricrrung 26. so daß die Spannung an dem Kondensator 18 niedrig gehalten und gewährleistet wird, daß sich nach der Abgabe eines Defibrillationssignals der Kondensator 18 im vorbestimmten Zustand befindet. Nach der Abgabe eines solchen Defibrillationssignals wird das Flipflop 140 über das ODER-Glied 136 zurückgesetzt.

Bis zur Abgabe eines Defibrillationssignals und zur Abschaltung der Gleichstromwandlerschaltung 30 wird der Detektor 14 gesperrt. Wenn das Defibrillationssigriai der. gewünschten Erfoig hat, wird der Detektor 14 wieder in seiner: BereiticiiaiWui^rid gebracht und die Lade- und Entladungsauslöse-Einrichtung 2& ist wieder ansteuerbar. Jetzt liegt am Ausgang des UND-Glieds 128 der Großsignalpege! und wird nach etwa 50 bis 20 Sekunden der Impulszähler 122 auf Null zurückgesetzt.

Wenn dagegen das üefibrillationssignal nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt hat. beginnt der Detektor 14 ein neues Arbeitsspiel, wozu der Impulszähler 122 fortgeschaltet wird. Nach Abgabe des Defibrillationssignals geht der Ausgang Q4 auf den Großsignalpegel, so daß dann auch der Ausgang des NAND-Glieds 120 auf dem Großsignalpegel gehalten wird. Dann wird die Gleichstromwandlerschaltung 30 gesperrt, so daß das Flipflop 14c· nicht zurückgesetzt und die Leitung 68 zur Vorbereitung der Entladung durch den Patienten auf dem Kleinsignalpegel gehalten wird. Die Lade- und Entladiingsauslöse-Einrichuing 26 wird nicht ange steuert und in der Leitung 66 bleibt der Großsignalpegei, solange ein Herzfibrilliercn festgestellt wird. Am Ausgang des UND-Glieds 126 liegt der Klcinsignalpegcl. und der Impulszähler 122 wird erst zurückgesetzt, wenn 20 Sekunden lang kein Herzfibrillieren mehr festgestellt worden ist. Weitere Dcfibrillationssignale werden nicht abgegeben.

yyiiu uer tvonueiisaioi io iiüuige eniei ruiiruiuimiurung aufgeladen, liegt am Ausgang des Schwellwertdetektors 110 oder der Verstärkungsfaktor-Meßschaltiing 112 der Kontrolleinrichtung 16 ein Kleinsignal an. Am Ausgang des NAND-Glieds 114 liegt dann der Großsignalpegel, und die Glcichstromwandlerschaltung 30 rtird mit dem Kleinpegelsignal angesteuert. Das NAND-Glied 114 legt an meinen Ausgang das Großpcgelsignal an, so daß die Sperreinrichtung bzw. Begrenzerschallung 24 angesteuert wird und der Kondensator 18 nicht bis zum Sollwert des zweiten Pegelvergleichers 22 aufgeladen wird.

Bei einer bleibenden Funktionsstörung bleibt der Bereitschaftszustand des Defibrillator 10 erhalten, so daß der Arzt bei der nächsten Untersuchung des Patiemen weiß, daß der implantierte Defibrillator 10 mit einer Funktionsstörung behaftet ist. Bei einer vorübergehenden Störung zeigt der Schwellwertdetektor 110 oder die Verstärkungsfaktor-Meßschaltung 112 nach einigen· Zeit an, daß die Funktionsstörung nicht mehr vorhanden ist, und die Sperreinrichtung 24 wird unwirksam. Nach dem Fortfall der Funktionsstörung gewährleistet die Sperreinrichtung bzw. Begrenzerschalliing 24, daß die Spannung des Kondensators 18 beträchtlich unter dem Sollwert des Pegelvergleichers 22 liegt. Dadurch wird für eine Verzögerung gesorgt, so daß die Kontrolleinrichtung 16 wieder angesteuert wird, ehe der Spl'wert des zweiten Pegelvergleichers 22 erreicht ist. Ohne die Begrenzerschaltung 24 würde die Glcichstromwandlerschaltung 30 unmittelbar nach dem Fortfall einer Störung mit Großpegelsignal angesteuert. Durch das NOR-Glied 116 und die Begrenzerschaltung 24 ist für eine redundante Sperrung der Gleichstromwandlerschaltung 30 bei einer Funktionsstörung gesorgt.

Zur Kontrolle des Defibrillator 10 von außen geht beim Schließen des Schutzrohrschalters 46 der Ausgang des Inverters 134 auf das Großpegelsignal, so daß das Flipflop 140 zurückgesetzt wird und die Lade- und Eniladungsauslöse-Finrichtung 26 den Kondensator 18 aufzuladen beginnt. Die Lade- und Entladungsauslösel'inrichtung 26 arbeitet von einem Ansteuersigml des Pegelvergleichers 20 unabhängig.

Wenn die Spannung des Kondensators 18 den Sollwert des Pegelvergleichers 20 überschreitet, wird

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Sollwert des Pegelvergleichers 22 erreicht ist. wird die Gleichstromwandlcrschaltung 30 mit einem Großpceelsignal angesteuert, das Flipflop 140 aber nicht gesetzt, weil es von dem ODER-Glied 136 ein Rücksclzsignal erhält. Auch der Ausgang des NOR-Glieds 116 geht auf das Großpegelsignal. Die Gleichstromwandlerschaltung 30 wird vorbereitend über das Kleinpegelsignal angesteuert, weil die Diode 48 über den geschlossenen Schutzrohrschalter 46 geerdet ist.

Nach der Freigabe des Schutzrohrschalters 46 wird die Gleichstiomwandlerscrmltung 30 mit einem Großpegelsignal angesteuert und die Lade- und Entiadungsauslöse-Einrichtung 26 liefert Entladesignale. Dadurch wird gewährleistet, daß während des Betriebes der Gleichstroinwandlerschaltung 30 der Kondensator 18 ständig entladen wird. An der Leitung 62 zum Vorbereiten der Entladung durch den Patienten liegt das Kleinpegelsignal. Daher wird das Defibrillationssignal nicht an die implantierten Elektroden 12, sondern an den Kontrollverbraucher 42 abgegeben.

Bei der Prüfung des Defibrillator 10 wird nicht nur der Detektor 14, sondern es wer<'";n auch die Schaltungen insgesamt, wie die logische Steuereinrichtung 28. kontrolliert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Implantierbares Herzrhytbmuskorrekturgerät, welches gesteuert von einem auf eine Herzrhythmusstörung ansprechenden Detektor im Bedarfsfall automatisch zumindest ein elektrisches Korrektursignal ans Herz abgibt und das einen Energiespeicher für die Energie des jeweils zu bildenden Korrektursignals, eine Lade- und eine Entladungsauslöse-F.mrichtung für den Energiespeicher sowie eine Prüfeinrichtung zum Oberprüfen der Funktionsfähigkeit des Herzrhythmuskorrekturgeräts aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Herzrhythmuskorrekturgerät ein Defibrillator ist, daß der Detektor ein auf Herzfibrillationen ansprechender Detektor (14) ist, daß die Prüfeinrichtung eine Kontrolleinrichtung (16) für den Detektor (14) enthält und daß der Kontrolleinrichtung (16) eine Sperreinrichtung (24) nachgeschaltet ist, die eine Abgabe von Defibrillationssignalen ans Herz verhindert, wenn die Kontrolleinrichtung (16) eine Funktionsstörung des Detektors (14) feststellt.

2. Implantierbares Herzrhythmuskorrekturgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ansteuerschaltung (18,20), die die Kontrolleinrichtung (16) erst dann aktiviert, wenn der Detektor (14) ein Herzfibrillieren feststellt

3. Implantierbares Herzrhythmuskorrekturgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung (16) einen Schwellwertdetekior (110) und eine Verstärkungsfaktor-Meßschaltung (112) aufweW, mit deren Hilfe kontrolliert wird, ob das gefilterte EKG-Signal sich länger als zulässig außerhalb eines vorgegebenen Sollwertbereichs befindet und ob der Verstärkungsfaktor des auf Herzfibrillationen ansprechenden Detektors (14) über einem vorgegebenen Schwellwert liegt.