DE3631155C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3631155C2 DE3631155C2 DE3631155A DE3631155A DE3631155C2 DE 3631155 C2 DE3631155 C2 DE 3631155C2 DE 3631155 A DE3631155 A DE 3631155A DE 3631155 A DE3631155 A DE 3631155A DE 3631155 C2 DE3631155 C2 DE 3631155C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- frequency
- sensor
- pacemaker
- load
- stimulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/362—Heart stimulators
- A61N1/365—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential
- A61N1/36514—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure
- A61N1/36542—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure controlled by body motion, e.g. acceleration
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/362—Heart stimulators
- A61N1/365—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential
- A61N1/36585—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by two or more physical parameters
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Herzschrittmacher mit
belastungsabhängig gesteuerter Stimulationsfrequenz gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein solcher Herzschrittmacher ist aus der US-PS 44 28 378
bekannt. In dem Gehäuse des Herzschrittmachers ist ein
piezoelektrischer Sensor eingebaut, mit dem rhythmische
körperliche Tätigkeiten erfaßt werden. Der Sensor setzt
hierbei mechanische Schwingungen in elektrische Signale
entsprechender Amplitude um. In einer Auswerte- und Steuer
schaltung wird unter Benutzung der Amplitude des bandgepaß
ten, bei zunehmenden Belastungen schwerpunktmäßig höherfrequenten
Sensorsignales eine entsprechende Stimulationsfre
quenz erzeugt. Der piezoelektrische Sensor dieses
Herzschrittmachers hat die größte Empfindlichkeit im Be
reich zwischen 7 und 20 Hz, wobei Frequenzen unterhalb von
3 Hz praktisch nicht wahrgenommen werden; vgl. Biomedizini
sche Technik, Heft 4, 1986, Seiten 79 bis 84).
Von H. D. Funke wurde in der Zeitschrift Biomedizinische
Technik, Band 20, 1975, Seiten 225 bis 228 die Möglichkeit
beschrieben, über einen in den Pleuraspalt zu implantieren
den piezoelektrischen Sensor, der in Silikonkautschuk ein
gegossen ist, die Atemfrequenz zur Steuerung eines Herz
schrittmachers zu erfassen. Der Sensor weist dabei zwei
piezoelektrische Elemente auf, die so miteinander verbun
den sind, daß für gleichsinnige Auslenkungen der beiden
flexiblen Oberflächen des Sensors eine Aufhebung der ent
stehenden elektrischen Spannungen resultiert, so daß nur
tatsächlich durch intrapleurale Druckänderungen bedingte
Signale den Herzschrittmacher erreichen können. Der Herz
schrittmacher besitzt dabei eine gewisse Regelträgheit im
Bereich von einer Minute. Hierdurch wird vermieden, daß
sich die Herzfrequenz auch bei ganz abrupten Änderungen
der Atemfrequenz, wie sie etwa beim Husten auftreten, so
fort daran anpaßt. Hierdurch wird aber gerade der Vorteil
von direkt auf die Aktivität ansprechenden Sensoren mehr
oder minder aufgehoben, nämlich sehr schnell auf
Belastungsänderungen anzusprechen. Außerdem ist die Verän
derung der Atemfrequenz individuell durch die Variation
der Atemtiefe erheblichen Schwankungen unterworfen, wobei
ferner eine willentliche Änderung der Atemfrequenz auch
ohne Belastungsänderung auftreten kann. Hieraus kann
inter- und intraindividuell eine erheblich unterschiedli
che Beziehung zwischen Atemfrequenz und Herzfrequenz be
dingt sein.
Aus der US-PS 41 40 132 ist ein Herzschrittmacher bekannt,
der wiederum einen piezoelektrischen Sensor aufweist, mit
dem die körperliche Aktivität eines Herzschrittmacherträ
gers erfaßt wird. Der Sensor besteht hierbei aus zwei pie
zoelektrischen Materialstreifen, die einseitig eingespannt
und an ihren anderen Enden mit einem kleinen Gewicht ver
bunden sind. Bei einer körperlichen Tätigkeit des
Herzschrittmachers schwingt dieser Sensor und gibt dabei
elektrische Signale ab, die nach Gleichrichtung in einer
Auswerte- und Steuerschaltung in eine entsprechende Stimu
lationsfrequenz umgesetzt werden.
Die Erfassung der aktivitätsbedingten, im Körper wirkenden
Kräfte mittels eines mechano-elektrischen Konverters, so
z. B. eines piezoelektrischen Sensors, hat zwar den Vorteil
eines sehr schnellen Ansprechens bei Beginn einer
Belastung. Belastungsinadäquate Störeinflüsse, die sowohl
der Umwelt als auch dem Körper selbst entstammen können,
können nach dem bisherigen Stand der Technik jedoch nicht
zuverlässig erkannt werden und dadurch z. B. zu unerwünsch
ten Tachykardien führen. Bei den aktivitätsgesteuerten
Herzschrittmachern mit piezoelektrischen Sensoren wurde da
von ausgegangen, daß die bei körperlicher Belastung auftre
tenden Beschleunigungswerte ein Frequenzmaximum im Bereich
der Resonanzfrequenz der großen Körperhöhlen haben, wie
Lunge und Abdomen, d. h. im Bereich von etwa 6 bis 10 Hz;
vgl. Cardiac Pacing, editorial Grouz, 1985, Seiten 786 bis
790. In Untersuchungen hat sich gezeigt, daß mit derarti
gen Herzschrittmachern zwar verschiedene Belastungszustän
de gut beherrscht werden können, daß jedoch bei anderen Be
lastungszuständen, die Stimulationsfrequenz nicht adäquat
an die tatsächliche Belastung angepaßt wird. So werden
z. B. die Belastungen beim Fahrradfahren, aber auch beim
schnellen Treppensteigen oder beim Ausführen von Liegestüt
zen nicht mit adäquaten Stimulationsfrequenzen beantwor
tet; vgl. Herzschrittmacher, Heft 6, 1986, Seiten 68 bis
73, insbesondere dort Tabelle 1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Herzschrittmacher der im Oberbegriff des Patentanspruches
1 angegebenen Art zu schaffen, der rhythmische körperliche
Belastungen besser erfaßt und damit die Stimulationsfre
quenz besser an die jeweilige Belastung anpaßt und der
ferner in der Lage ist, Störeinflüsse auf den Sensor bes
ser auszuschalten.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im Patent
anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Aufgrund von zahlreichen Messungen bei Gesunden und bei
Herzschrittmacherpatienten hat der Erfinder gefunden, daß
mit einem weitgehend frequenz-linearen Sensor die maximalen
Krafteinwirkungen bei gehenden körperlichen Belastungen im
Bereich der Gangfrequenz auftreten. Die größte Amplitude
wird beim Gehen, Treppensteigen und Laufen in
Abhängigkeit von der Gang- oder Laufgeschwindigkeit im
Bereich zwischen 1 und 4 Hz gemessen. Die Amplitude dieser
Signale übersteigt die von Atmung und Herzschlag
hervorgerufenen Signale um ein Vielfaches. Die Amplitude
dieser Signale im Bereich der Gangfrequenz, die mit einem
mechanoelektrisch konvertierenden Element mit Auflösung in
diesem Ferquenzbereich gemessen werden können, weisen
eine direkte und weitgehend lineare Beziehung zur geleiste
ten Arbeit auf. Zusätzlich zeigen sich mit Zunahme der
Amplituden der tieffrequenten Signale auch entsprechend
zunehmende Amplituden höherfrequenter Signale im Bereich
über 4 Hz. Trotzdem erreichen die Amplituden der höherfre
quenten Signale nie das Ausmaß der Signale, die bei
körperlichen Belastungen im tieffrequenten Bereich auftre
ten.
Dabei ist es so, daß die maximalen Beschleunigungswerte bei
physiologischen Belastungen, wie Gehen, Treppensteigen,
Laufen und auch Radfahren in Verbindung mit rhythmischen
Körperbewegungen auftreten. Auch Hausarbeiten, wie Putzen,
Staubsaugen etc. haben nach den Untersuchungen des Erfinders
ihr Frequenzmaximum im niederfrequenten Bereich.
Zusätzlich treten aber gerade bei solchen Arbeiten Fre
quenzmaxima im höherfrequenten Bereich auf, die plötzlichen
ruckartigen Bewegungen und damit nicht physiologischen
Störeinflüssen unterliegen. Dabei müssen die höherfrequen
ten Störeinflüsse nicht immer von außerhalb des Körpers auf
den Körper einwirken, sondern können auch im Körper selbst
erzeugt werden. Aufgrund der Untersuchungen des Erfinders
zeigt es sich, daß alleine z. B. Husten, Lachen, Niesen und
auch Pressen zu Amplituden im höherfrequenten Bereich
führen, die bis zum Zehnfachen dessen betragen, was im
höherfrequenten Bereich bei physiologischen belastungsbe
dingten Situationen wahrgenommen wird. Auch Störeinflüsse,
wie leichtes Klopfen, Anstoßen oder Berühren des Schrittma
chersensors führen entsprechend der Impulscharakteristik
nur zu Störeinflüssen im höherfrequenten Bereich und werden
im tieffrequenten Bereich zwischen 1 und 4 Hz praktisch
nicht oder nur sehr gering wahrgenommen.
Auch Herzschlag und Pulswelle führten aufgrund der Impuls
charakteristik (Dauer der Pulswelle etwa 70 bis 120 ms) nur
zu Impulsen, die im höherfrequenten Bereich wahrzunehmen
sind, sowohl die eigentliche Herzfrequenz im Bereich
zwischen 1 und 3 Hz liegt.
Auch Störeinflüsse von Maschinen, Motoren und Fahrzeugen
(Automobilen) weisen ein Amplitudenmaximum im höherfrequen
ten Bereich auf. So liegen z. B. nach den Messungen des
Erfinders die Frequenzen, die innerhalb eines stehenden
Fahrzeugs von einem mechanoelektrisch konvertierenden
Element innerhalb eines Schrittmachers wahrgenommen werden,
im höherfrequenten Bereich. Bei Fahren mit dem Auto oder
dem Fahrrad auf einer unebenen Strecke allerdings treten
auch im tieffrequenten Bereich Signale auf, die jedoch das
Ausmaß der Signale im höherfrequenten Bereich bei Auto-
oder Radfahren insbesondere bei kurzen Erschütterungen auf
unebenen Straßen, nicht erreichen. Insgesamt ist jedoch
das Verhältnis von Nutz- zu Störsignal im niederfrequenten
Bereich deutlich günstiger als im höherfrequenten Bereich.
Ein sich daraus weiterhin ergebender Vorteil bei Benutzung
des tieferfrequenten Spektrums liegt darin, daß bei
Benutzung von Sensoren die innerhalb der Schaltung
integriert sind und auf einem Silikonträger aufgebaut sind,
aus Gründen der Stromersparnis eine getaktete Arbeitsweise
empfehlenswert ist. Zur sicheren Erfassung der Minima und
Maxima ist im niederfrequenten Bereich nur eine geringe
Taktfrequenz notwendig, die zu einer erstrebenswerten
Stromersparnis benutzt werden kann. Da die Kapazität einer
implantierten Batterie eines Schrittmachers
begrenzt ist, kommt diesem Gesichtspunkt bei der prakti
schen Realisierung wesentliche Bedeutung zu.
Da insgesamt bei Benutzung der tieffrequenten Signale eines
mechanoelektrisch konvertierenden Elements eine etwas
geringere Empfindlichkeit gewählt werden kann im Vergleich
zur Benutzung höherfrequenter Signale, lassen sich uner
wünschte Frequenzreaktionen durch Störeinflüsse im Ver
gleich zum bisherigen Stand der Technik (US 44 28 378)
vermeiden.
Bei Benutzung eines mechanoelektrisch konvertierenden
Elements in einem Herzschrittmacher wird davon ausgegangen,
daß dieses die geringste Verzögerung zwischen Beginn einer
Belastung und einer deutlich erkennbaren
Antwort des Steuerparametersignals bei gleichzeitig leicht
und zuverlässig erfaßbarem Parameter hat. Ein weiterer
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Steuerung
der Schrittmacherfrequenz über ein mechanoelektrisch kon
vertierendes Element in der Weise zu vollziehen, daß
hierfür nicht absolute Signalwerte, die nach
Vorverarbeitung aus dem Signal des mechanonelektrisch
konvertierenden Elements gewonnen werden, sondern deren
relative Änderung für die Frequenzanpassung berücksichtigt
werden. Hierdurch lassen sich Fehltriggerungen durch
kleinere Störungen vorbeugen, indem eine Frequenzanhebung
sich erst dann vollzieht, wenn die Signalhöhe einen
bestimmten Schwellenwert übersteigt. Die Höhe des dabei
auftretenden Frequenzanstiegs ist wiederum eine Funktion
nicht nur des Erreichens eines bestimmten vorgegebenen
Schwellenwertes, sondern auch der zum Zeitpunkt der
Erfüllung des Schwellenkriteriums betehenden Effektivfre
quenz, wobei mit höheren momentanen Effektivfrequenzen die
Höhe des Frequenzanstiegs abnimmt.
Der Herzschrittmacher kann vorteilhaft
mit einem zweiten Sensor ausgerüstet werden, der einen an
deren physiologischen Parameter, insbesondere einen sich
bei Belastungen relativ langsam ändernden physiologischen
Parameter erfaßt. Die ausgewerteten Signale der beiden Sen
soren können dann dazu herangezogen werden, den Schrittma
cher zu kontrollieren, wobei eine gegenseitige Kontrolle
der beiden Sensoren möglich ist. Eine solche Kombination
zweier Sensoren ist zwar an sich bekannt; so wurde bereits
in der DE-OS 34 19 439 vorgeschlagen, die zentralvenöse
Bluttemperatur aufgrund ihres stabilen Verhaltens nicht
nur zur Steuerung eines frequenzadaptierenden Herzschritt
machers, sondern auch zur Kontrolle eines zweiten Parame
ters zur Steuerung der Stimulationsfrequenz zu verwenden.
Ebenso wurden Untersuchungen angestellt, einem Herzschritt
macher gemäß der US-PS 44 28 378 mit einem zweiten Herz
schrittmacher zu kombinieren, der die zentralvenöse Blut
temperatur auswertet; vgl. die Arbeiten des Erfinders, ver
öffentlicht in der Zeitschrift für Kardiologie, 75, A69,
1985 und H. Heuer et al in Herzschrittmacher, Heft 6, 1986,
Seiten 64 bis 67.
Die Kombination eines mechano-elektrisch konvertierenden
Elementes zum Erfassen rhythmischer körperlicher Tätigkei
ten und eines zweiten Sensors zum Erfassen eines komplemen
tären Parameters gibt die Möglichkeit, nicht nur einen
nicht belastungsadäquaten Frequenzanstieg über die relati
ve Änderung der Signalhöhe des mechano-elektrisch konver
tierenden Elementes durch einen komplemen
tären zweiten Parameter zu kontrollieren, sondern auch über
die Benutzung der absoluten Signalhöhe einen durch den
zweiten komplementären Parameter ausgelösten inadäquaten
nicht belastungsinduzierten Frequenzanstieg zu kontrollie
ren. Dies wird dadurch erreicht, daß dem gemessenen Signal
des zweiten komplementären Parameters eine neu sich daraus
errechnende Herzfrequenz dann zugeordnet wird, wenn das
Fehlen eines vorgegebenen absoluten Mindestsignals des
mechanoelektrisch konvertierenden Elementes auf eine inadä
quate Frequenzerhöhung hinweist. Auch der Rückgang der
Herzfrequenz nach Belastung stellt eine Funktion aus Abfall
des Signals des mechanoelektrisch konvertierenden Elements
und des Signals des zweiten komplementären Parameters dar.
Ein weiteres Element stellt der Gedanke dar,
einen neuen Null-, Ruhe- oder Ausgangswert entsprechend den
Trägheitscharakteristika des zweiten komplementären Parame
ters wie Temperatur, Atmung, pH-Wert des Blutes, QT-Zeit
des elektrischen endokardialen Signales oder auch der
Sinuseigenaktivität im Rahmen eines Zweikammer-Schrittma
chersystems innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls von
z. B. wenigen Minuten neu zu ermitteln. Durch das Fehlen der
vom mechanoelektrisch konvertierenden Element abgegebenen
Mindestsignale bei weiterhin konstant erhöhtem zweiten
Parameter wird ein spezifisches Rückführprogramm
eingeleitet. Als besonderes Kennzeichen ist somit
nicht nur ein Schutz vor inadäquaten länger dauernden
Frequenzerhöhungen aufgrund einer Fehltriggerung durch das
mechanoelektrisch konvertierende Element, sondern auch ein
Schutz gegen länger dauernde Frequenzerhöhung aufgrund
einer inadäquaten Steuerung durch den zweiten komplementä
ren Parameter gegeben. Des weiteren ist die Möglichkeit
gegeben, eine veränderte Bewertung der vom zweiten Parame
ter erfaßten Signale zu vollziehen; so ist es z. B. möglich,
durch ein mechanoelektrisch konvertierendes Element eine
Neubewertung von der gemessenen Temperatur auf der Basis
einer zusätzlichen Kennlinienfunktion (DE 34 19 439) mit
geringerer Frequenzantwort vorzunehmen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist das mechanoelektrisch konvertierende Element ein in die
Schaltung für die Signalweiterverarbeitung und Auswertung
integrierter piezoelektrischer, piezoresistiver oder piezo
kapazitiver Aufnehmer. Solche Aufnehmer mit den Signalver
arbeitungsschaltungen können auf einem Siliziumeinkristall
durch anisotropes Ätzen und herkömmliche Techniken zur
Halbleiterfertigung hergestellt werden. Der Aufnehmer kann
durch seine geometrische Konfiguration eine Signal
trennung in unterschiedliche Frequenzbereiche ermöglichen.
Solche Signalaufnehmer haben z. B. verschieden lange frei
schwingende Zungen mit unterschiedlichen Resonanzfrequen
zen.
Bevorzugt werden die Signale des Aufnehmers aus Gründen der
Stromersparnis getaktet erfaßt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen hervor. Die Erfindung ist in einem Ausfüh
rungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. In
dieser stellt dar
Fig. 1 ein Blockdiagramm des neuen Herzschrittmachers;
Fig. 2a schematisch ein Frequenzspektrum der tief(band-)
gepaßten Signale eines in einem Herzschrittmacher
verwendeten elektromechanisch konvertierenden Ele
ments (Aktivitätssensor);
Fig. 2b eine Fourier-Analyse hinsichtlich Frequenz und
Amplitude der Signale des mechanoelektrisch kon
vertierenden Elements bei langsamem Gehen;
Fig. 2c-2f jeweils Frequenz- und Amplitudenspektren bei unter
schiedlichen Betätigungsarten und Störeinflüssen;
Fig. 3 bis 7 sowie 10 Signaldiagramme des Herzschrittmachers bei un
terschiedlichen Betätigungsarten;
Fig. 8 ein Flußdiagramm für die Funktion des Herzschritt
machers;
Fig. 9a bis 9b eine Aufsicht auf und einen Schnitt durch ein
mechanoelektrisch konvertierendes Element.
Ein Herzschrittmacher 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem die
gesamte Auswerteschaltung sowie ein elektromechanisch
konvertierendes Element bzw. Aktivitätssensor 3 angeordnet
sind. Das Gehäuse ist über einen Stecker 4 mit einer
Herzsonde 5 verbunden, die an ihrer Spitze eine Simulations
elektrode 6 aufweist. Des weiteren ist ein Sensor für
einen zweiten komplementären physiologischen Parameter
vorgesehen, z. B. die Eigenfrequenz des Vorhofes, das
QT-Intervall, den pH-Wert des Blutes, die Atmung oder die
zentralvenöse Bluttemperatur. Dieser zweite Sensor ist mit
7 bezeichnet und kann über den gleichen Stecker 4 oder
einen zusätzlichen Stecker 4 a mit dem Herzschrittmacher 1
verbunden werden.
Das implantierte Schrittmachergehäuse 2 weist eine Batterie
8, einen Impulsgenerator 9 zur Erzeugung der Stimulations
impulse für die Stimulationselektrode 6, Auswerteschaltun
gen 10 a, 10 b zur Auswertung der von dem Aktivitätssensor 3
bzw. dem vom zweiten Sensor 7 abgegebenen Signale, einen
Speicher 11 sowie eine Logik 12 auf.
Der in das Herzschrittmachergehäuse 2 eingesetzte Aktivi
tätssensor 3 ist etwa ein kleiner Piezokristall oder ein
frequenzselektiver, z. B. piezoresistiver Schwingungsaufneh
mer oder ein sonstiger mechanoelektrischer Wandler. Der
Aktivitätssensor ist mit einem Bandpaßfilter ausgerüstet;
im Falle eines frequenzselektiven Schwingungsaufnehmers ist
dieser Bandpaßfilter nicht notwendig, da ein solcher
Schwingungsaufnehmer bereits Filtercharakteristik hat.
Das Frequenzspektrum der bandgepaßten Signale des Aktivi
tätssensors 3 ist in Fig. 2a dargestellt. Das Frequenz
spektrum wird durch ein Tiefpaß zwischen 0 und etwa 4 Hz
eingeschränkt, wobei ein zusätzlicher Hochpaß vorgeschaltet
werden kann, um sehr niedrige Freuqenzen unter etwa 0,3 Hz
auszusondern.
In den Fig. 2b bis 2f sind Ausgangssignale des Sensors 3
bei unterschiedlichen Betätigungsarten analysiert, und zwar
in Fig. 2b für Gehen, in Fig. 2c für Laufen und Gehen und
in Fig. 2d für Störeinflüsse, nämlich Pochen auf den
Schrittmacher, Husten und Lachen. Das Frequenzspektrum für
die Betätigung Laufen hat ein deutliches Maximum bei etwa 2
Hz, höherfrequentere Signale sind zwar auch vorhanden,
jedoch mit nur niedrigerer Amplitude, wie aus Fig. 2b
ersichtlich, die eine Fourier-Analyse der beim Gehen und
Laufen auftretenden Signale darstellt. Fig. 2c zeigt den
deutlichen Anstieg der Amplitude tieffrequenter Signale bei
zunehmender Belastung. Fig. 2d zeigt, daß trotz Störein
flüssen die bei physiologischen Belastungen, in diesem
Falle Gehen, auftretenden tiefgepaßten Signale ohne Störung
wahrnehmbar sind.
Fig. 2e und 2f stellen das gesamte, hoch- und tiefge
paßte Signal bei Auto- und Radfahren dar.
Fig. 3 zeigt das Verhalten des Herzschrittmachers bei
Fehltriggerungen durch Störeinflüsse, z. B. Autofahren. In
Zeile a ist schematisch die von Aktivitätssensor gemessene
Aktivität dargestellt. Bis zum Zeitpunkt t 1 ist der
Herzschrittmacherträger in Ruhe, so daß der Aktivitätssen
sor praktisch kein Signal abgibt. Wenn zum Zeitpunkt t 1 das
Auto startet, so steigt die vom Sensor wahrgenommene
Aktivität an. Die Verarbeitung dieser Aktivitätssignale
kann z. B. dadurch geschehen, daß die bandgepaßten Signale
abgetastet werden und aus der Abtastung Amplitudendiffe
renzwerte berechnet werden. Eine andere Möglichkeit ist die
Verarbeitung in einer Spitzenwertschaltung, in der die
Maximalwerte der Amplitudendifferenzen gespeichert werden.
Diese Ergebnissignale werden mit gespeicherten Schwellen
werten, in diesem Falle zwei Schwellenwerten A 1 und A 2
verglichen. Übersteigen die daraus berechneten Signale den
ersten Schwellenwert A 1, so wird die Herzfrequenz z. B. um
15 Schläge pro Minute angehoben, wird auch der zweite
Schwellenwert A 2 überschritten, so wird die Herzfrequenz
z. B. um 30 Schläge pro Minute angehoben. Sowohl die
Schwellenwerte als auch die daraus errechneten Anhebungen
der Herzfrequenz sind von der jeweils vorhergehenden Grund-
bzw. Basisfrequenz abhängig.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Signaldiagramm für die
Betätigungsart Autofahren übersteigen die aus den Aktivi
tätssignalen errechneten Signale den niedrigeren Schwellen
wert A 1, wodurch eine "Belastung" des Herzschrittmacherträ
gers angezeigt wird, die in diesem Falle allerdings nur
fiktiv ist. Die Logik 12 steuert über ein Zeitglied 21 den
Impulsgenerator 9 an, wodurch die Stimulationsfrequenz z. B.
um 15 Schläge pro Minute gesteigert wird. Durch das
Zeitglied 21 wird sichergestellt, daß der Anstieg auf diese
neue Stimulationsfrequenz allmählich erfolgt, wie dieses in
Zeile b der Fig. 3 dargestellt ist. Solange sich die
Signalhöhe nicht wesentlich ändert, würde diese erhöhte
Stimulationsfrequenz bis zum Zeitpunkt t 5 dauern, ab dem
das mechanoelektrisch konvertierende Element keine signifi
kanten erhöhten Signale wahrnimmt, z. B. der Herzschrittma
cherträger das Auto verlassen hat. Die Belastung für den
Herzschrittmacherträger aufgrund der erhöhten Stimulations
frequenz ist erträglich.
Um eine gegebenenfalls langdauernde Belastung mit der nur
fälschlicherweise leicht erhöhten Herzfrequenz zu vermei
den, wird von der Logik zum Zeitpunkt t 2 ein Zeitgeber 22
gestartet, der den Impulsgenerator über eine feste Zeit
spanne von z. B. drei Minuten ansteuert. Mit Hilfe des
zweiten komplementären Parameters kann jedoch eindeutig
erkannt weden, ob es sich bei der festgestellten Belastung
um eine tatsächliche Belastung handelt oder nicht. Sämtli
che der genannten Parameter sprechen langsamer als der
Aktivitätssensor auf Belastungen an, zeigen jedoch eine
Langzeitbelastung eindeutig an. In Zeile d der Fig. 3 ist
das ausgewertete Signal des zweiten Parameters dargestellt,
hier der zentralvenösen Bluttemperatur. Man sieht, daß der
Herzschrittmacherträger keiner effektiven Belastung ausge
setzt ist; die mit Hilfe dieses zweiten komplementären
Parameters berechnete Stimulationsfrequenz bleibt auf dem
Basiswert. Aus diesem Grunde wird nach Ablauf des Zeitge
bers 22 ein Rückführprogramm mit Hilfe des Zeitgliedes 21
eingeleitet, so daß die Stimulationsfrequenz ab dem
Zeitpunkt t 3 abgesenkt wird und zum Zeitpunkt t 4 wieder den
Basiswert einnimmt.
Sollte die durch die Auswertung der Signale des Aktivitäts
sensors festgestellte "Belastung" bereits kurz nach dem
Zeitpunkt t 2 zurückgehen, so wird dieses durch die
Bewertung der Amplituden festgestellt. Als Kriterium wird
z. B. der Zeitpunkt gewählt, zu dem die Amplitude des
Ausgangssignales des Aktivitätssensors um 75% des Schwell
wertes von A 1 abgefallen ist. In diesem Falle wird die
Stimulationsfrequenz ebenfalls nach einer durch das Zeit
glied 21 vorgegebenen Funktion auf den Basiswert abgesenkt.
Die in Fig. 3 schematisch dargestellten Signaldiagramme
für unterschiedliche Parameter gelten in gleicher Weise für
die Fig. 3 bis 7. Die Zeilen a zeigen jeweils das
tiefgepaßte Signal des mechanoelektrisch konvertierenden
Elementes, die Zeilen b jeweils die daraus errechneten
Stimulationsfrequenzen, die Zeilen c jeweils das Signal des
zweiten komplementären Parameters, die Zeilen d jeweils die
nur daraus errechneten Stimulationsfrequenzen, die Zeilen e
die jeweilige effektive aus beiden Parametern berechnete
Stimulationsfrequenz und die Zeilen f jeweils die schemati
sche Belastungshöhe.
In Fig. 4 ist ein Diagramm für das Verhalten des
Herzschrittmachers bei einer Belastung des Herzschrittma
cherträgers durch Gehen dargestellt. Aus der Zeile a, in
sieht man, daß zum Zeitpunkt t 1 die Belastung beginnt. Der
Anstieg der Signale wird wie oben behandelt, so daß zum
Zeitpunkt t 2 die Belastung erkannt wird. Die Signale des
Aktivitätssensors haben in diesem Falle auch nur den
Schwellenwert A 1 überschritten. Wie oben erwähnt, wird der
Impulsgenerator 9 über das Zeitglied 21 angesteuert und die
Stimulationsfrequenz entsprechend erhöht, z. B. wiederum um
15 Schläge pro Minute. Zum Zeitpunkt t 4 endet die
Belastung. Dieses Kriterium wird wie oben zum Zeitpunkt t 5
festgestellt, an dem die Amplitude 75% des Schwellenwertes
von A 1 unterschreitet. Die Stimulationsfrequenz wird dann
über das Abfallprogramm wieder auf die Basisfrequenz
zurückgeführt.
Auch in diesem Falle kann der zweite komplementäre
Parameter vorteilhaft ausgenutzt werden. In Zeile c ist der
bei der tatsächlichen Belastung auf dem Laufband auftreten
de Verlauf der zentralvenösen Bluttemperatur gezeigt. Man
sieht, daß gleich nach Beginn der Belastung die Bluttempe
ratur zunächst absinkt dann wieder ansteigt und bis zum
Ende der Belastung auf einem Sättigungswert verbleibt.
Nach Ende der Belastung geht die Bluttemperatur wieder in
Richtung auf den Basiswert zurück. Der Verlauf der
Bluttemperatur wird in der Auswerteschaltung 10 bzw. 10 b
(Fig. 8) zur Berechnung der Stimulationsfrequenz ausge
nutzt, wie dies etwa in der DE-PS 34 19 439 beschrieben
ist. Zum Zeitpunkt t 3 überschreitet die auf diese Weise
ermittelte Stimulationsfrequenz diejenige, die aufgrund des
Aktivitätssensors ermittelt worden ist. Ab diesem Zeitpunkt
übernimmt dann der zweite komplementäre Parameter, in
diesem Falle die Temperatur die frequenzbestimmende Rolle,
so daß sich ein Verlauf der Herzfrequenz nach Zeile e
ergibt. Ab dem Zeitpunkt t 3 steigt dann entsprechend der
Zeile d die Herzfrequenz nochmals an und verbleibt dann im
Sättigungsbereich des Temperaturverlaufes auf einem ent
sprechend höher liegenden Wert. Der Zeitpunkt t 3 liegt vor
Ablauf des Zeitgebers 22. Dieser Zeitgeber wird entspre
chend den jeweiligen Trägheitscharakteristika des zweiten
komplementären Parameters unterschiedlich lange gewählt.
Wird zum Zeitpunkt t 5 das Ende der Belastung festgestellt,
so wird die Stimulationsfrequenz in Richtung auf den
Basiswert zurückgeführt, und zwar in Form einer Überlage
rung der Abfallprogramme gemäß Zeile b und Zeile d. Der
Rückgang der Stimulationsfrequenz stellt eine Funktion aus
dem nach dem mechaoelektrisch konvertierenden Element
berechneten Rückgang der Stimulationsfrequenz und den nach
dem zweiten komplementären Parameter errechneten Frequenz
abfall dar.
In Fig. 5 ist das Verhalten des Herzschrittmachers bei
stufenweise zunehmender Belastung des Herzschrittmacherträ
gers gezeigt. Dieser befindet sich zunächst in Ruhe, vgl.
Zeile a; der Herzschrittmacher liefert eine Basisfrequenz.
Zum Zeitpunkt t 1 beginnt die Belastung, z. B. eine Belastung
des Herzschrittmacherträgers durch Gehen. Der Aktivitäts
sensor gibt schematisch dargestellte Signale ab. Diese
werden wie oben nach entsprechender Filterung abgetastet,
und es wird ein Mittelwert für die maximalen Amplitudendif
ferenzen bestimmt. Wenn zum Zeitpunkt t 2 die ermittelten
Werte die Schwelle A 1 überschreiten, steuert die Logik 12
über das Zeitglied 21 die Herzfrequenz auf ein höheres
Niveau; dieses vollzieht sich mit einem allmählichen
Anstieg der Stimulationsfrequenz, wie aus Zeile b hervor
geht. Der Anstieg beträgt z. B. 15 Schläge pro Minute. In
dem Speicher 11 werden neben der Basisfrequenz und der er
höhten Herzfrequenz auch die ermittelten Amplituden und
deren Differenzen abgespeichert. Zum Zeitpunkt t 5 wird die
Belastung erhöht, in diesem Falle durch schnelleres Gehen.
Wiederum werden die dadurch hervorgerufenen Amplituden und
deren Differenzen ermittelt und mit den neuen Schwellenwer
ten A 1′ und A 2′ verglichen. Es sei angenommen, daß die
Amplituden diesmal wiederum die Schwelle A 1′ übersteigen.
Dies wird zum Zeitpunkt t 6 festgestellt. Die Logik steuert
wiederum über das Zeitglied 21 die Herzfrequenz auf ein
erhöhtes Niveau, z. B. um einen um z. B. 10 Schläge pro
Minute erhöhten Wert, wie dies in Zeile b gezeigt ist.
Wesentlich bei diesem Vorgang ist nicht nur das Absolutsign
al des Aktivitätssensors, sondern die relative Änderung
der Amplituden bei unterschiedlichen Belastungen. Aus
dieser Relativbeziehung wird in der Signalauswertung eine
neue Schwelle für das belastungsveränderte Signal festge
setzt, die nicht mehr absolut vorgegebene Schwellwerte
sind, sondern die Schwellenwerte steigen entsprechend des
zur Frequenzsteigerung führenden Signalanstiegs gleichzei
tig an. (Von A 1 bzw. A 2 nach A 1′ bzw. A 2′ nach A 1′′ und A
2′′ usw.)
Diesen neuen Schwellen A 1, A 2 oder gegebenenfalls auch A 3,
A 4 sind in Zeile a jeweils oberhalb der Amplitudenwerte
gepunktet eingezeichnet. Bildlich gesprochen, kann man hier
von einem Schwellwertschlauch sprechen, der die jeweiligen
Amplitudenwerte einrahmt. Diese Berechnung des Schwellwert
schlauches gilt dann auch für den Zeitraum nach t 2, t 6 und
t 10.
Es sei nun angenommen, daß zum Zeitpunkt t 9 die Belastung
endet, so daß auch das Signal des Aktivitätssensors
abfällt. Fällt dieses Signal unter 75% des zu den
vorherigen Frequenzerhöhungen geführten und abgespeicherten
Schwellwertes, was durch die Auswertung im Zeitpunkt t 10
wahrgenommen wird, dann steuert die Logik das Zeitglied 21
an, das die erhöhte Herzfrequenz nach einem Rückführpro
gramm wieder in Richtung auf die Basisfrequenz leitet, wie
dieses in Zeile b gezeigt ist.
Das Verhalten des Herzschrittmachers kann durch die Verwen
dung eines zweiten komplementären Parameters verbessert
werden. In Zeile c der Fig. 5 ist als zweiter Parameter
die Temperatur verwendet, die, nachdem es sich um eine
echte Belastung handelt, nach dem Zeitpunkt t 1 zunächst
abfällt und dann wieder ansteigt, auf einen Sättigungswert
während der ersten Belastungsphase übergeht und anschlie
ßend in der zweiten Stufe der Belastung nochmals ansteigt.
Anschließend, wenn die Belastung zurückgeht, fällt auch
der Temperaturverlauf allmählich ab. Für diesen Verlauf
des zweiten komplementären Parameters wird die zugeordnete
Herzfrequenz berechnet. Diese ist in Zeile d der Fig. 5
gezeigt. Zum Zeitpunkt t 3, der innerhalb des ersten
Belastungsintervalls nach dem Zeitpunkt t 2 liegt, über
steigt die dem zweiten komplementären Parameter zuge
ordnete Herzfrequenz den durch den aktivitätssensor vorge
gebenen Wert. Ab diesem Zeitpunkt übernimmt der zweite
komplementäre Parameter die Herzfrequenzsteuerung, so daß,
wie in Zeile e gezeigt, die effektive Stimulationsfrequenz
über den durch den Aktivitätssensor vorgegebenen Wert
ansteigt. Auch dieser Anstieg kann durch das Zeitglied 21
beeinflußt werden.
Die so ermittelte Herzfrequenz bewegt sich dann entspre
chend dem Temperaturverlauf auf einem Sättigungswert. Wird
dann zum Zeitpunkt t 6 durch die ausgewerteten Signale des
Aktivitätssensors eine weitere Belastungsstufe angezeigt,
so wird die Herzfrequenz entsprechend der Zeile b erneut
angehoben, wiederum über das Zeitglied 21 gesteuert. Zum
Zeitpunkt t 7, der bereits im zweiten Belastungsintervall
nach dem Zeitpunkt t 6 liegt, steigt auch der Verlauf des
zweiten komplementären Parameters. Zum Zeitpunkt t 8 über
schreitet die daraus ermittelte Herzfrequenz den durch den
Aktivitätssensor bestimmten Wert, wonach wiederum der zwei
te komplementäre Parameter die Frequenzsteuerung
übernimmt, wie aus Zeile e hervorgeht.
Nach Ende der Belastung zum Zeitpunkt t 9 verbleibt der
zweite komplementäre Parameter noch über den Zeitpunkt t 10
hinaus bis zum Zeitpunkt t 11 auf einem relativ hohen
Niveau und fällt dann langsam ab. Wie oben beschrieben,
wird auch in diesem Falle ein kombiniertes Rückführpro
gramm eingeleitet. Die oft nach der Belastung auftretenden
Nachwirkungen, z. B. das Abtragen einer eingegangenen
Sauerstoffschuld, werden durch den langsamen Abfall des
zweiten komplementären Parameters besser berücksichtigt,
als durch die alleinigen Signale des Aktivitätssensors.
Durch eine Überlagerung der beiden Rückführprogramme wird
diese Tatsache physiologisch verträglich realisiert. Hier
durch ist es z. B. wie bei einem Gesunden möglich, daß die
Herzfrequenz nicht relativ rasch auf die Basisfrequenz
zurückgeführt wird, sondern über eine längere Zeit noch auf
einem erhöhten Wert gehalten wird.
Bei dieser Erläuterung wurde angenommen, daß die beiden
Belastungsintervalle jeweils länger andauern als die durch
den Zeitgeber 22 vorgegebenen Zeitintervalle. Sollte die
Belastung bereits innerhalb dieses Zeitintervalles enden
und die Steuerung der Herzfrequenz noch nicht durch den
zweiten komplementären Parameter übernommen sein, so wird,
wie weiter oben erläutert, bereits vor Ablauf des Zeitge
berintervalles das Rückführprogramm eingeleitet.
In Fig. 6 ist ein zu- und abnehmender Belastungsverlauf
angenommen. Bis zum Zeitpunkt t 1 befindet sich der
Herzschrittmacherträger in Ruhe, wird dann einer ersten
Belastung durch Gehen ausgesetzt, die sich zum Zeitpunkt t 4
z. B. durch Treppensteigen, erhöht, zum Zeitpunkt t 7
abnimmt und ab dem Zeitpunkt t 9 deutlich zurückgegangen
ist. In der Zeile a sind schematisch wiederum die Aus
gangssignale des Aktivitätssensors angegeben. Wiederum wer
den die Signale des Aktivitätssensors und der in der Zeile
b gezeigten Herzfrequenz gespeichert. Der Verlauf, der aus
der ansteigenden Belastung resultierenden Herzfrequenz bis
nach dem Zeitpunkt t 5 verläuft so, wie zu der Fig. 5 be
schrieben. Während dieser Zeit werden die maximalen Ampli
tuden der Signale des Aktivitätssensors und deren Differen
zen gespeichert und zur Erhöhung der Herzfrequenz wie oben
herangezogen. Ebenso werden die zugeordneten Herzfrequenzen
gespeichert.
Zum Zeitpunkt t 8 wird festgestellt, daß die Belastung
absinkt, daß aber noch eine erhöhte Aktivität gemäß Zeile a
vorhanden ist. Hierdurch wird ein Rückführprogramm für die
Herzfrequenz in Gang gesetzt. Die neu eingestellte Herzfre
quenz liegt in diesem Falle höher als die Herzfrequenz vor
Beginn der Belastung, denn der Rückgang der Herzfrequenz
erfolgt in Relation zu den ermittelten Amplituden. Dabei
drückt der Rückgang der Herzfrequenz im Vergleich zu der
maximalen, durch das mechanoelektrisch konvertierende
Element hervorgerufenen Steigerung das Verhältnis aus, das
durch das Verhältnis aus der nach t 8 bestehenden Signalhöhe
zu dem maximal beobachteten vorhergehenden Signalstieg
gebildet wird, d. h. -Δ HF-Δ Signalhöhe. Dabei ist
angenommen, daß die von t 5 nach t 8 auftretende Reduktion
der Signalhöhe weniger als 75% des bei t 5 bestehenden
Signales ist. Auch in diesen Belastungsstufen wird der oben
erwähnte Schwellenwertschlauch weitergeführt, der die
Signale des Aktivitätssensors umrahmt.
Auch in diesem Falle kann ein zweiter komplementärer Para
meter verwendet werden, der für die angegebene Belastung
etwa den Verlauf gemäß Zeile c der Fig. 6 aufweist. Über
steigt die diesem Verlauf zugeordnete Herzfrequenz gemäß
Zeile d innerhalb der durch den Zeitgeber festgesetzten
Zeitspanne die Herzfrequenz, die durch den Aktivitätssen
sor festgelegt ist, so übernimmt jetzt wiederum der zweite
Parameter die frequenzbestimmende Steuerung.
Während des zweiten Belastungsintervalles erfolgt die
Steuerung nach dem gleichen Prinzip.
Beim Rückgang der Belastung in der dritten niedrigeren
Belastungsstufe t 7 wird wiederum ein neues Zeitglied (bei
t 8) gestartet; vgl. Zeile f, in der die schematische
Belastungshöhe dargestellt ist. Erreicht die als Funktion
des Rückgangs von Aktivität und aus dem zweiten komplemen
tären Parameter berechnete Herzfrequenz innerhalb dieses
Zeitintervalles nicht die Herzfrequenz, die durch den
Aktivitätssensor allein ermittelt worden ist, erfolgt eine
Frequenzreduktion auf diesen Wert. Der Aktivitätssensor
übernimmt nach Ablauf des Zeitgebers die frequenzbestimmen
de Rolle, wie dieses in Zeile e dargestellt ist. Die
endgültige Rückführung der Frequenz auf den Basiswert
beginnt zum Zeitpunkt t 10, zu dem die am Zeitpunkt t 9
endende Belastung als solche erkannt wird. Die weitere
Rückführung erfolgt wiederum als eine Funktion aus dem
Rückgang beider Einzelfrequenzen.
In Fig. 7 ist ein Fall gezeigt, in dem durch den Aktivi
tätssensor eine Belastung zwischen den Zeitpunkten t 1 und
t 4 ermittelt wird, danach jedoch die Belastung wieder auf
den Ruhewert zurückgeht. Dieser Fall entspricht demnach
demjenigen in Fig. 4. Zum Zeitpunkt t 2 wird über den
Aktivitätssensor durch Auswertung der in Zeile a gezeigten
Signale die Belastung erkannt. Zu diesem Zeitpunkt wird
der Zeitgeber gestartet und die Herzfrequenz gemäß Zeile
b angehoben. Zum Zeitpunkt t 5 wird das Ende der Belastung
erkannt und die Herzfrequenz auf den Ruhewert entsprechend
abgesenkt, wenn die verringerte Amplitude der Aus
gangssignale des Aktivitätssensor unter 75% des vorherge
henden, zu der Anhebung der Herzfrequenz geführten Schwell
wertes abfällt. Zum Zeitpunkt t 6 ist die Herzfrequenz wie
der auf dem anfänglichen Basiswert.
Es sei nun angenommen, daß gemäß Fig. 7 der zweite komple
mentäre Parameter auch noch nach Beendigung der Belastung
fälschlicherweise auf einem relativ hohen Wert verbleibt
oder dorthin durch Fehltriggerung angestiegen ist. Bis zum
Zeitpunkt t 5, zu dem über den Aktivitätssensor das
Belastungsende erkannt wird, ändert sich an der Steuerung
der Herzfrequenz nichts gegenüber dem Vorhergesagten. Zu
diesem Zeitpunkt t 5 ist jedoch über den Aktivitätssensor
festgestellt worden, daß die "Belastung" nach dem
Zeitpunkt t 5 wieder derjenigen gleicht, die vor dem
Zeitpunkt t 1 vorhanden war, z. B. im wesentlichen eine
Ruhebelastung. Wenn an diesem Zeitpunkt der zweite komple
mentäre Parameter weiterhin erhöht ist, im wird ein Zeit
geber für ein Rückführprogramm gestartet. Fällt während
dieses Zeitintervalls auch der zweite komplementäre Parame
ter ab, dann erfolgt die Rückführung, wie oben erläutert.
Ist dies jedoch nicht der Fall, dann wird nach Ablauf des
Zeitintervalles, das entsprechend der Sensitivität und
Spezifität des zweiten komplementären Parameters unter
schiedlich lange ist, die Herzfrequenz auf den Basiswert
rückgeführt. Hierdurch lassen sich länger dauernde fälsch
liche Tachykardien aufgrund einer Fehltriggerung durch den
zweiten komplementären Parameter ebenfalls kontrollieren
und vermeiden.
In Fig. 8 ist schematisch ein Flußdiagramm des
Herzschrittmachers mit einem mechanoelektrisch konvertie
renden Element dargestellt. Wenn keine Aktivität vorhanden
ist, verbleibt der Herzschrittmacher auf der Basisfrequenz.
Ist Aktivität vorhanden, so werden die Amplituden der
Signale des Aktivitätssensors und deren Differenzen
bewertet. Wird eine von mehreren vorgegebenen Schwellen
überschritten, so wird die Herzfrequenz entsprechend
angehoben und gehalten.
Erfolgt anschließend eine zusätzliche Aktivität, so werden
die Amplituden relativ zu den vorhergehenden Amplituden
bewertet; überschreiten diese Amplituden wiederum den durch
die Bewertung neu angehobenen Schwellenwert, so wird die
Herzfrequenz erneut angehoben und gehalten usw. Diese
Anhebung der Herzfrequenz erfolgt in Stufen, die mit
höheren momentanen Frequenzen abnehmen. Folgt auf einer
gewissen Aktivitäts- oder Belastungsstufe keine zusätzli
che Aktivität, so wird geprüft, ob noch Aktivität
vorhanden ist. Wenn ja und wenn diese Aktivität gegenüber
der vorherigen zu einer Anhebung der Herzfrequenz geführt
habenden Aktivität, abgenommen hat, so werden die Amplitu
den neu bewertet und aus dieser relativen Bewertung die
Herzfrequenz entsprechend abgesenkt. Ist ein mehr als
75%iger Rückgang der Aktivität vorhanden, so wird auf die
Ausgangsfrequenz rückgeführt. Ist der Rückgang weniger als
75% bezogen auf den initialen Amplitudenanstieg, erfolgt
der Frequenzrückgang proportional dem Amplitudenrückgang.
Ist danach nochmals Aktivität vorhanden, so erfolgt
dieser Kreislauf von neuem. Ist jedoch keine Aktivität
vorhanden, so tritt ein Rückführprogramm in Funktion, das
den Herzschrittmacher auf die Basisfrequenz zurückführt.
War bei der Überprüfung, ob noch Aktivität vorhanden ist,
keine abnehmende Aktivität festzustellen, so wird die
eingestellte Herzfrequenz gehalten. Anschließend wird
gefragt, ob zusätzliche Aktivität aufgetreten ist. Wenn ja,
so wiederholt sich der erste Kreislauf, wenn nein, so wird
über das Rückführprogramm die Herzfrequenz auf die
Basisfrequenz abgesenkt. Nach allen jeweils neu eingetrete
nen Ereignissen wird zusätzlich ein Zeitglied gestartet,
das die Wirksamkeit einer resultierenden Frequenzverände
rung durch den Aktivitätssensor allein zeitlich begrenzt.
Über dem zweiten komplementären Parameter kann an verschie
denen Stellen eingegriffen werden, so daß z. B. beim Anheben
und Halten der Frequenz, beim Absenken der Frequenz und
beim Rückführprogramm.
In den Fig. 9a und 9b ist ein mechanoelektrisch
konvertierendes Element 31 mit integrierter Signalverarbei
tungsschaltung 32 dargestellt. Dieses mikromechano konver
tierende Element 31 dient als Beschleunigungssensor für den
Herzschrittmacher.
Ausgegangen wird von einer Silizium-Einkristallplatte 33
mit einer 100-Orientierung der Kristallebenen. Auf diese
Platte 33 wird eine p⁺-leitende Epitaxialschicht 34 aufge
bracht, anschließend eine Schicht 34 aus polykristallinem
Silizium, das auf beiden Seiten durch Passivierungsschich
ten aus Siliziumdioxid abgedeckt ist. Durch anisotropes
Ätzen wird in die Kristallplatte 33 eine Grube 36 einge
ätzt; außerdem wird aus der Epitaxialschicht 34 ein Recht
eck 37 herausgeätzt, das über vier Arme an den jeweiligen
Ecken 38 mit den Eckpunkten der Grube 36 verbunden ist.
Dieses Rechteck mit den Armen 38 bildet das beschleuni
gungsempfindliche Element. Abgedeckt wird das derart er
zeugte Element mit einer weiteren Deckschicht aus Silizium,
in das oberhalb der Grube 36 ein Durchbruch bis zu dem
Rechteck 37 mit dessen Armen 38 eingeätzt wird. Abgedeckt
wird das Element durch eine Schutzplatte 40, z. B. eine
Glasplatte. In die Schichten 33 und 39 kann die erwähnte
Schaltung 32 in bekannter Halbleitertechnologie integriert
werden.
Andere Formen der beschleunigungsempfindlichen Elemente
sind möglich, so z. B. eine Rechteckplatte, die über einen
oder mehrere Spiralarme oberhalb der Grube 36 gehalten
wird. Ebenso sind schwingende Zungen möglich.
In den Fig. 10a bis 10d sind Testergebnisse mit einem
Herzschrittmacher gemäß der Erfindung dargestellt, bei dem
als komplementärer Parameter die zentralvenöse Bluttempera
tur verwendet wurde. Die Testergebnisse wurden mit einer
gesunden Person ausgeführt, die an einen externen
Herzschrittmacher angeschlossen war. Die bei Belastung
auftretende natürliche Herzfrequenz HR int wurde dann mit
der durch den Herzschrittmacher ermittelten Stimulations
frequenz HR stim verglichen. Diese stimulierte Herzfrequenz
wurde an den Anschlüssen des Herzschrittmachers abgenommen.
Alle Diagramme sind gegenüber der Zeit in Minuten aufgetra
gen. In jeweils der oberen Zeile sind die Meßergebnisse des
mechanoelektrisch konvertierenden Elementes in Einheiten
der Erdbeschleunigung (Kurve g) und die Meßwerte einer
Temperatursonde in °C (Kurve T) angegeben.
In jeweils der mittleren Zeile sind dann die aus den
obigen Kurven berechneten Herzfrequenzen HR in Schläge pro
Minute angegeben, wobei die Kurve HRg für die aus den Meß
werten des mechanoelektrisch konvertierenden Elementes er
rechneten Herzfrequenzen, die Kurve HR T für die aus den
Meßwerten des Temperatursensors berechneten Herzfrequenzen
gilt. Diese beiden Herzfrequenzkurven sind demnach unabhän
gig voneinander berechnet. In der unteren Zeile sind dann
die natürliche Herzfrequenz des Probanden bei der vorgege
benen Belastung (Kurve HR int ) und die Stimulationsfrequenz
(Kurve HR stim ) angegeben, die von dem Herzschrittmacher
durch Kombination der Herzfrequenzen HR g und HR T gemäß dem
oben angegebenen Prinzip errechnet wurden.
Die Fig. 10a gilt für eine Belastung des Probanden, wenn er
auf einem Laufband mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten
und unterschiedlichen Steigungen geht.
Die Fig. 10b gilt für eine zu- und abnehmende Belastung des
Probanden auf einem Fahrrad bzw. Ergometer. Bemerkenswert
hierbei ist der Anstieg der Kurve g im Zeitintervall
zwischen 16 und 20 Minuten, obwohl in diesem Zeitintervall
die Belastung absinkt, was auch durch den Verlauf der Tem
peraturkurve T ersichtlich ist. Offensichtlich zeigt dies
Ermüdungserscheinungen des Probanden. Gleichwohl wird je
doch durch die Kombination der errechneten Herzfrequenz
gemäß der mittleren Spalte eine stimulierte Herzfrequenz
erreicht, die der natürlichen Herzfrequenz folgt.
Die Fig. 10c gilt für eine Langzeitbelastung des Proban
den, wenn er auf einem Laufband mit 4,2 km/h und 6% Stei
gung geht. Bei etwa 25 Minuten fällt die aus der zentralve
nösen Bluttemperatur errechnete Herzfrequenz unter die aus
den Beschleunigungswerten errechnete Frequenz. Durch die
Kombination gemäß der Erfindung wird wiederum eine stimu
lierte Herzfrequenz erreicht, die der natürlichen Herzfre
quenz annähernd gleicht.
Die Fig. 10d gilt für eine Belastung des Probanden, wenn er
auf einem Laufband mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten
und Steigungen geht, und zwar für eine ständig zunehmende
Belastung mit plötzlichem Stop.
Man sieht aus den jeweils untersten Zeilen der Diagramme,
daß die errechnete Stimulationsfrequenz exzellent mit der
natürlichen Herzfrequenz übereinstimmt.
Claims (16)
1. Herzschrittmacher mit belastungsabhängig gesteuerter
Stimulationsfrequenz mit einem Sensor zum Erfassen
rhythmischer körperlicher Tätigkeiten, welcher mechani
sche Schwingungen mit einem Amplitudenmaximum in einem
bestimmten tieffrequenten Bereich in ein eletkrisches
Signal entsprechender Amplitude umwandelt, und mit
einer Auswerte- und Steuerschaltung zur Steuerung der
Stimulationsfrequenz in Abhängigkeit von dem elektri
schen Signal, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte
tieffrequente Bereich auf das Frequenzspektrum bis 4 Hz
beschränkt ist.
2. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Auswerte- und Steuerschaltung (10 a, 10 b,
11, 12) die Stimulationsfrequenz erst dann auf den dem
elektrischen Signal entsprechenden Wert erhöht, wenn
die relative Änderung des elektrischen Signals zumin
dest einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt.
3. Herzschrittmacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Schwellwerte auch nach der Implantation
auf nichtinvasivem Wege veränderbar sind.
4. Herzschrittmacher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß den einzelnen Schwellwerten verschie
dene Stimulationsfrequenz-Änderungen zugeordnet sind,
welche zusätzlich von der jeweils aktuellen Stimula
tionsfrequenz abhängen, wobei die Stimulationsfrequenz-
Änderungen um so kleiner sind, je höher die aktuelle
Stimulationsfrequenz ist.
5. Herzschrittmacher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Stimulationsfrequenz-Änderungen auch nach
der Implantation auf nichtinvasivem Wege veränderbar
sind.
6. Herzschrittmacher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Stimulationsfrequenz nach
einer Erhöhung auf den Ausgangswert zurückgeführt wird,
wenn das elektrische Signal einen bestimmten Anteil des
Schwellwertes unterscheidet, bei dessen Überschreitung
die Erhöhung vorgenommen worden ist.
7. Herzschrittmacher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß der Anteil 75% beträgt.
8. Herzschrittmacher nach einem der Ansprüche 2 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die Stimulationsfrequenz nach
mehrfacher Erhöhung infolge mehrfacher Schwellwertüber
schreitung bei einem Abfall des elektrischen Signals in
der Weise reduziert wird, daß die Stimulationsfrequenz
abnahme eine Funktion des Abfalls des elektrischen Sign
als bezogen auf die Differenz des elektrischen Signals
bei der letzten Ruhefrequenz und dem gemessenen Maximum
des elektrischen Signals ist und zugleich von der maxi
malen Stimulationsfrequenz-Erhöhung abhängt.
9. Herzschrittmacher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Stimulationsfrequenz nur
bis zu einem wählbaren Grenzwert erhöhbar ist, welcher
unter dem maximal möglichen Grenzwert liegt.
10. Herzschrittmacher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Rohsignal des Sensors
(3) nach Vorverstärkung und Filtrierung durch analoge
Verarbeitung unter Berücksichtigung von Amplitude und
Frequenz sowie durch digitale Verarbeitung unter Bil
dung von Differenzsummen über wählbare Zeitintervalle
ein Ausgangssignal für die Zwischenspeicherung und Wei
terverarbeitung erzeugt wird.
11. Herzschrittmacher nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3) aus einem
piezoelektrischen Kristall, einem frequenzselektiven
Schwingungsaufnehmer, einem Mikrophon oder einem
sonstigen mechanische Schwingungen in elektrische Sign
ale umsetzenden Bauteil besteht, welches innerhalb
des Schrittmachergehäuses anordnenbar ist.
12. Herzschrittmacher nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Sensor (3) ein in die Schaltung (9,
10 a, 10 b, 11, 12, 21, 22) für die Signalweiterverarbei
tung und Auswertung integrierbarer piezoelektrischer,
piezoresistiver oder piezokapazitiver mikromechanischer
Sensor oder ein sonstiger miniaturisierter Sensor ist,
der mechanische Schwingungen in elektrische Signale um
wandelt.
13. Herzschrittmacher nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnt, daß durch die geometrische Konfiguration des
Sensors (3) das Signal in unterschiedliche Frequenzbe
reiche aufgeteilt wird.
14. Herzschrittmacher nach Anspruch 12 oder 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Signale des Sensors (3) aus Grün
den der Stromersparnis nur getaktet erfaßt werden.
15. Herzschrittmacher nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Herzschrittmacher
(1) einen zweiten Sensor (7) zum Erfassen eines zwei
ten, eine Belastung anzeigenden Parameters aufweist,
der sich nach Auftreten einer Belastung oder nach
einer Änderung der Belastung signifikant langsamer än
dert als der von dem ersten Sensor zum Erfassen rhyth
mischer körperlicher Tätigkeiten erfaßte Parameter,
daß der Herzschrittmacher (1) eine Auswerteschaltung
(10 b) zum Bestimmen einer Stimulationsfrequenz
aufgrund der Signale des zweiten Sensors (7) aufweist,
und daß der Herzschrittmacher (1) eine Logik (12) auf
weist, die innerhalb einer limitierten Zeitdauer nach
Auftreten von Ausgangssignalen des ersten Sensors (3)
die Stimulationsfrequenz des Herzschrittmachers (1)
anhand der Ausgangssignale des ersten Sen
sors (3) und anschließend anhand der Ausgangssignale
des zweiten Sensors (7) steuert.
16. Herzschrittmacher nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Logik (12) nach einer Erhöhung der
Stimulationsfrequenz dann, wenn durch nur einen Parame
ter eine Belastung angezeigt wird, ein Rückführprogramm
auf eine Stimulationsfrequenz einleitet, die durch den
Parameter bestimmt ist, der eine niedrigere Stimula
tionsfrequenz bestimmt.
Priority Applications (16)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863631155 DE3631155A1 (de) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | Frequenzvariabler herzschrittmacher mit belastungsadaequatem frequenzverhalten |
EP94112056A EP0798015A2 (de) | 1986-09-12 | 1987-08-17 | Taktempfindlicher Herzschrittmacher |
EP87111912A EP0259658B1 (de) | 1986-09-12 | 1987-08-17 | Durch den Rhythmus gesteuerter Herzschrittmacher |
DE3751045T DE3751045T2 (de) | 1986-09-12 | 1987-08-17 | Durch den Rhythmus gesteuerter Herzschrittmacher. |
EP94112055A EP0798014A2 (de) | 1986-09-12 | 1987-08-17 | Taktempfindlicher Herzschrittmacher |
US07/094,875 US4926863A (en) | 1986-09-12 | 1987-09-10 | Rate responsive cardiac pacemaker |
CA000546713A CA1320537C (en) | 1986-09-12 | 1987-09-11 | Rate responsive cardiac pacemaker |
BR8704731A BR8704731A (pt) | 1986-09-12 | 1987-09-11 | Marca-passo cardiaco responsivo a frequencia |
JP62227583A JP2767419B2 (ja) | 1986-09-12 | 1987-09-12 | 脈搏数応答式心臓ペースメーカー |
US07/369,813 US5044366A (en) | 1986-09-12 | 1989-06-22 | Rate responsive cardiac pacemaker |
US07/514,410 US5014700A (en) | 1986-09-12 | 1990-04-26 | Rate responsive cardiac pacemaker |
US07/515,460 US5014704A (en) | 1986-09-12 | 1990-04-27 | Rate responsive cardiac pacemaker |
US07/516,812 US5014703A (en) | 1986-09-12 | 1990-04-30 | Rate responsive cardiac pacemaker |
US07/517,298 US5014702A (en) | 1986-09-12 | 1990-05-01 | Rate responsive cardiac pacemaker |
US07/518,514 US5031615A (en) | 1986-09-12 | 1990-05-02 | Rate responsive cardiac pacemaker |
US07/525,768 US5031614A (en) | 1986-09-12 | 1990-05-21 | Pacemaker rate control using amplitude and frequency of activity signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863631155 DE3631155A1 (de) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | Frequenzvariabler herzschrittmacher mit belastungsadaequatem frequenzverhalten |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3631155A1 DE3631155A1 (de) | 1988-03-24 |
DE3631155C2 true DE3631155C2 (de) | 1988-08-18 |
Family
ID=6309488
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863631155 Granted DE3631155A1 (de) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | Frequenzvariabler herzschrittmacher mit belastungsadaequatem frequenzverhalten |
DE3751045T Expired - Fee Related DE3751045T2 (de) | 1986-09-12 | 1987-08-17 | Durch den Rhythmus gesteuerter Herzschrittmacher. |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3751045T Expired - Fee Related DE3751045T2 (de) | 1986-09-12 | 1987-08-17 | Durch den Rhythmus gesteuerter Herzschrittmacher. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (7) | US4926863A (de) |
EP (3) | EP0798015A2 (de) |
JP (1) | JP2767419B2 (de) |
BR (1) | BR8704731A (de) |
CA (1) | CA1320537C (de) |
DE (2) | DE3631155A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3923801A1 (de) * | 1989-07-15 | 1991-01-24 | Biotronik Mess & Therapieg | Herzschrittmacher mit aktivitaetssensor |
Families Citing this family (128)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3631155A1 (de) * | 1986-09-12 | 1988-03-24 | Alt Eckhard | Frequenzvariabler herzschrittmacher mit belastungsadaequatem frequenzverhalten |
DE3709022A1 (de) * | 1987-03-19 | 1988-09-29 | Alt Eckhard | Frequenzvariabler herzschrittmacher |
US4907593A (en) * | 1987-05-21 | 1990-03-13 | Biocontrol Technology, Inc. | Adaptation of heart pacing to physical activity |
DE3732640C1 (de) * | 1987-09-28 | 1989-05-18 | Alt Eckhard | Medizinisches Geraet zum Ermitteln von physiologischen Funktionsparametern |
GB2214813A (en) * | 1988-01-14 | 1989-09-13 | Stuart Charles Webb | Rate-responsive pacemaker |
EP0331309B1 (de) * | 1988-02-17 | 1996-11-13 | Stuart Charles Webb | Frequenz-empfindlicher Herzschrittmacher |
FR2645641B1 (fr) * | 1989-04-10 | 1991-05-31 | Bruno Comby | Procede et dispositif de mesure de vibrations, en particulier du tremblement microscopique des organismes vivants |
EP0392048A1 (de) * | 1989-04-12 | 1990-10-17 | Siemens-Elema AB | Implantierbares medizinisches Gerät zum Stimulieren einer physiologischen Funktion eines Lebewesens mit einstellbarer Stimulationsintensität und Verfahren zur Einstellung der Stimulationsintensität |
EP0414928B2 (de) * | 1989-08-28 | 2003-01-29 | St. Jude Medical AB | Medizinisches Gerät zur Stimulation eines physiologischen Vorganges eines Lebewesens mit sich selbsttätig an die körperliche Aktivität des Lebewesens anpassender Stimulationsintensiät |
WO1991008017A1 (de) * | 1989-11-29 | 1991-06-13 | BIOTRONIK MESS- UND THERAPIEGERäTE GMBH & CO. INGENIEURBüRO BERLIN | Herzschrittmacher |
US5336243A (en) * | 1989-11-29 | 1994-08-09 | Biotronik Mess- Und Therapiegerate Gmbh & Co., Ingenieurburo Berlin | Physiologically controlled pacemaker and pacemaker control system with detection of the spatial position of the patient |
US5228439A (en) * | 1989-12-07 | 1993-07-20 | Siemens Pacesetter, Inc. | System and method for maintaining proper device operation at battery depletion by self-regulating current drain usage |
US5101824A (en) * | 1990-04-16 | 1992-04-07 | Siemens-Pacesetter, Inc. | Rate-responsive pacemaker with circuitry for processing multiple sensor inputs |
US5065759A (en) * | 1990-08-30 | 1991-11-19 | Vitatron Medical B.V. | Pacemaker with optimized rate responsiveness and method of rate control |
DE69122015T2 (de) * | 1990-09-11 | 1997-04-17 | Ferek Petric Bozidar | Herzelektrotherapiesystem |
US5179947A (en) * | 1991-01-15 | 1993-01-19 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Acceleration-sensitive cardiac pacemaker and method of operation |
US5431690A (en) * | 1991-03-18 | 1995-07-11 | Biotronik Mess- Und Therapiegerate Gmbh & Co. Ingenieurburo Berlin | Medical device for generating a therapeutic parameter |
US5233984A (en) * | 1991-03-29 | 1993-08-10 | Medtronic, Inc. | Implantable multi-axis position and activity sensor |
US5226414A (en) * | 1991-07-24 | 1993-07-13 | Intermedics, Inc. | Implantable cardiac pacemaker with extended atrial sensing |
US5395393A (en) * | 1991-11-01 | 1995-03-07 | Telectronics Pacing Systems, Inc. | Intracardiac electrogram sensing in an arrhythmia control system |
US5243979A (en) * | 1991-11-15 | 1993-09-14 | Medtronic, Inc. | Method and apparatus for implementing activity sensing in a pulse generator |
FR2685642B1 (fr) * | 1991-12-31 | 1996-09-13 | Ela Medical Sa | Stimulateur cardiaque a frequence asservie a l'effort du patient. |
US5360436A (en) * | 1992-04-03 | 1994-11-01 | Intermedics, Inc. | Cardiac pacing responsive to multiple activity types |
US5354317A (en) * | 1992-04-03 | 1994-10-11 | Intermedics, Inc. | Apparatus and method for cardiac pacing responsive to patient position |
US5370667A (en) * | 1992-04-03 | 1994-12-06 | Intermedics, Inc. | Device and method for automatically adjusting tachycardia recognition criteria based on detected parameter |
US5197467A (en) * | 1992-06-22 | 1993-03-30 | Telectronics Pacing Systems, Inc. | Multiple parameter rate-responsive cardiac stimulation apparatus |
US5336244A (en) * | 1992-10-07 | 1994-08-09 | Medtronic, Inc. | Temperature sensor based capture detection for a pacer |
US5383473A (en) * | 1993-05-10 | 1995-01-24 | Pacesetter, Inc. | Rate-responsive implantable stimulation device having a miniature hybrid-mountable accelerometer-based sensor and method of fabrication |
US5425750A (en) * | 1993-07-14 | 1995-06-20 | Pacesetter, Inc. | Accelerometer-based multi-axis physical activity sensor for a rate-responsive pacemaker and method of fabrication |
US5628777A (en) * | 1993-07-14 | 1997-05-13 | Pacesetter, Inc. | Implantable leads incorporating cardiac wall acceleration sensors and method of fabrication |
US5441524A (en) * | 1993-08-30 | 1995-08-15 | Medtronic, Inc. | Energy efficient multiple sensor cardiac pacemaker |
US5549652A (en) * | 1993-11-15 | 1996-08-27 | Pacesetter, Inc. | Cardiac wall motion-based automatic capture verification system and method |
US5480412A (en) * | 1993-11-16 | 1996-01-02 | Pacesetter, Inc. | System and method for deriving hemodynamic signals from a cardiac wall motion sensor |
US6009349A (en) * | 1993-11-16 | 1999-12-28 | Pacesetter, Inc. | System and method for deriving hemodynamic signals from a cardiac wall motion sensor |
FR2717397B1 (fr) * | 1994-03-16 | 1996-06-14 | Ela Medical Sa | Procédé de commande de la fréquence de base d'un stimulateur cardiaque. |
US5626622A (en) | 1994-09-21 | 1997-05-06 | Telectronics Pacing Systems, Inc. | Dual sensor rate responsive pacemaker |
US5509926A (en) * | 1995-02-06 | 1996-04-23 | Pacesetter, Inc. | Implantable medical device having means for suppressing thermally induced signals from piezoelectric sensors and method thereof |
US6002963A (en) * | 1995-02-17 | 1999-12-14 | Pacesetter, Inc. | Multi-axial accelerometer-based sensor for an implantable medical device and method of measuring motion measurements therefor |
US5556421A (en) * | 1995-02-22 | 1996-09-17 | Intermedics, Inc. | Implantable medical device with enclosed physiological parameter sensors or telemetry link |
US5674258A (en) * | 1995-03-08 | 1997-10-07 | Medtronic, Inc. | Packaged integrated accelerometer |
US5911738A (en) * | 1997-07-31 | 1999-06-15 | Medtronic, Inc. | High output sensor and accelerometer implantable medical device |
US5562709A (en) * | 1995-04-18 | 1996-10-08 | Incontrol, Inc. | Atrial defibrillator having both specific and sensitive R wave detection |
FR2735985B1 (fr) * | 1995-06-30 | 1997-12-19 | Ela Medical Sa | Dispositif medical implantable actif, notamment stimulateur cardiaque, asservi a au moins un parametre physiologique |
US5658317A (en) * | 1995-08-14 | 1997-08-19 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Threshold templating for digital AGC |
US5662688A (en) * | 1995-08-14 | 1997-09-02 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Slow gain control |
US5620466A (en) * | 1995-08-14 | 1997-04-15 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Digital AGC using separate gain control and threshold templating |
FR2739782B1 (fr) * | 1995-10-13 | 1997-12-19 | Ela Medical Sa | Dispositif medical implantable actif, notamment stimulateur cardiaque, a fonctionnement asservi et consommation reduite |
US5609614A (en) * | 1995-10-27 | 1997-03-11 | Intermedics, Inc. | Implantable cardiac stimulation device with warning system having automatic regulation of stimulation |
US5649968A (en) * | 1995-11-14 | 1997-07-22 | Intermedics, Inc. | Accelerometer-based rate-adaptive cardiac pacing with second generation signal processing |
IT1281054B1 (it) | 1995-12-05 | 1998-02-11 | Sorin Biomedica Cardio Spa | Dispositivo stimolatore cardiaco con frequenza di stimolazione variabile |
US5755740A (en) * | 1996-08-22 | 1998-05-26 | Nappholz; Tibor | Pacemaker with automatic calibration of the response of multiple sensors |
US5782884A (en) * | 1996-11-05 | 1998-07-21 | Sulzer Intermedics Inc. | Rate responsive cardiac pacemaker with peak impedance detection for rate control |
FR2755863B1 (fr) * | 1996-11-21 | 1999-01-29 | Ela Medical Sa | Dispositif medical implantable actif, notamment stimulateur cardiaque, asservi a un signal d'acceleration |
US5876353A (en) * | 1997-01-31 | 1999-03-02 | Medtronic, Inc. | Impedance monitor for discerning edema through evaluation of respiratory rate |
IL120507A (en) * | 1997-03-24 | 2001-06-14 | Keytron Electronics & Technolo | Exercise monitoring system |
US6002952A (en) | 1997-04-14 | 1999-12-14 | Masimo Corporation | Signal processing apparatus and method |
US5792200A (en) * | 1997-04-28 | 1998-08-11 | Sulzer Intermedics Inc. | Adaptive mode switching in a rate-adaptive pacemaker and hysteresis for mode switching |
US5913831A (en) * | 1997-05-09 | 1999-06-22 | James C. Breneman | Method for testing reflexes using electrocardiograph |
US6249700B1 (en) | 1997-06-12 | 2001-06-19 | Eckhard Alt | Defibrillator with improved hemodynamic response and enhanced myocardial stability |
US6096061A (en) | 1997-06-12 | 2000-08-01 | Intermedics Inc. | Defibrillator with improved hemodynamic response and enhanced myocardial stability |
US5941904A (en) * | 1997-09-12 | 1999-08-24 | Sulzer Intermedics Inc. | Electromagnetic acceleration transducer for implantable medical device |
US5991661A (en) * | 1997-10-17 | 1999-11-23 | Pacesetter, Inc. | System and method for measuring cardiac activity |
DE19747820A1 (de) * | 1997-10-23 | 1999-04-29 | Biotronik Mess & Therapieg | Ratenadaptiver Herzschrittmacher |
US5931858A (en) * | 1998-01-12 | 1999-08-03 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Implantable device for monitoring aerobic capacity of patients |
US5978710A (en) | 1998-01-23 | 1999-11-02 | Sulzer Intermedics Inc. | Implantable cardiac stimulator with safe noise mode |
US6119040A (en) * | 1998-06-29 | 2000-09-12 | Chirife; Raul | Cardiac pacemaker upper rate limit control |
US6129282A (en) * | 1998-07-20 | 2000-10-10 | Psc Scanning, Inc. | Rugged scanning subsystem for data reading |
US6501990B1 (en) | 1999-12-23 | 2002-12-31 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Extendable and retractable lead having a snap-fit terminal connector |
US6463334B1 (en) | 1998-11-02 | 2002-10-08 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Extendable and retractable lead |
US6055454A (en) * | 1998-07-27 | 2000-04-25 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Cardiac pacemaker with automatic response optimization of a physiologic sensor based on a second sensor |
DE19842107A1 (de) * | 1998-09-08 | 2000-03-09 | Biotronik Mess & Therapieg | Verfahren zur Erkennung der Körperlage eines Menschen |
US6216537B1 (en) | 1999-03-31 | 2001-04-17 | Medtronic, Inc. | Accelerometer for implantable medical device |
US6233485B1 (en) | 1999-06-14 | 2001-05-15 | Intermedics Inc. | Methods and apparatus for tachycardia rate hysteresis for dual-chamber cardiac stimulators |
US6490485B1 (en) | 1999-10-06 | 2002-12-03 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Automatic rate-adaptive pacing with auto-lifestyle |
US6273856B1 (en) | 1999-10-19 | 2001-08-14 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Apparatus and methods for METS measurement by accelerometer and minute ventilation sensors |
US6408208B1 (en) | 1999-10-28 | 2002-06-18 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Fully automatic and physiologic rate-adaptive pacing |
US6368284B1 (en) * | 1999-11-16 | 2002-04-09 | Cardiac Intelligence Corporation | Automated collection and analysis patient care system and method for diagnosing and monitoring myocardial ischemia and outcomes thereof |
US6466821B1 (en) | 1999-12-08 | 2002-10-15 | Pacesetter, Inc. | AC/DC multi-axis accelerometer for determining patient activity and body position |
US6411849B1 (en) | 1999-12-08 | 2002-06-25 | Pacesetter, Inc. | Implatable electrical device incorporating a magnetoresistive-based motion sensor |
RU2243790C2 (ru) * | 2000-03-29 | 2005-01-10 | Карашуров Сергей Егорович | Имплантируемый программируемый электростимулятор карашурова с.е. для стимуляции органов и тканей организма |
US6519495B1 (en) * | 2000-08-15 | 2003-02-11 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Rate-adaptive therapy with sensor cross-checking |
US6823214B1 (en) | 2000-09-08 | 2004-11-23 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Self-calibrating rate-adaptive pacemaker |
US6839593B1 (en) | 2000-09-08 | 2005-01-04 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Rate-adaptive therapy with automatic limiting of maximum pacing rate |
US6681135B1 (en) * | 2000-10-30 | 2004-01-20 | Medtronic, Inc. | System and method for employing temperature measurements to control the operation of an implantable medical device |
US20040069067A1 (en) * | 2001-02-23 | 2004-04-15 | Guiseppe Mancinone | Fluorescence measurement apparatus and method |
US6990375B2 (en) * | 2001-03-02 | 2006-01-24 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Adjustment of the breakpoint of the rate response curve based on minute ventilation values |
US7037273B2 (en) * | 2002-05-22 | 2006-05-02 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Core body temperature monitoring in heart failure patients |
US7155280B2 (en) * | 2002-11-01 | 2006-12-26 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Rate-adaptive pacemaker with compensation for long-term variations in average exertion level |
EP1512430B1 (de) * | 2003-09-02 | 2008-02-13 | Biotronik GmbH & Co. KG | Vorrichtung zur Behandlung von Schlaf-Apnoe |
US7194306B1 (en) * | 2003-09-05 | 2007-03-20 | Pacesetter, Inc. | Cardiac optimization through low-frequency analysis of hemodynamic variables |
US7003350B2 (en) * | 2003-11-03 | 2006-02-21 | Kenergy, Inc. | Intravenous cardiac pacing system with wireless power supply |
US7565200B2 (en) * | 2004-11-12 | 2009-07-21 | Advanced Neuromodulation Systems, Inc. | Systems and methods for selecting stimulation sites and applying treatment, including treatment of symptoms of Parkinson's disease, other movement disorders, and/or drug side effects |
EP1893284B1 (de) * | 2005-06-16 | 2009-04-22 | St. Jude Medical AB | Herzstimulationsvorrichtung |
US7367926B2 (en) * | 2005-08-01 | 2008-05-06 | Fitness Quest Inc. | Exercise treadmill |
EP2471451A1 (de) | 2005-10-14 | 2012-07-04 | Nanostim, Inc. | Leitungsloser Herzschrittmacher und System |
US9168383B2 (en) | 2005-10-14 | 2015-10-27 | Pacesetter, Inc. | Leadless cardiac pacemaker with conducted communication |
US8406879B2 (en) | 2006-12-20 | 2013-03-26 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Rate adaptive cardiac pacing systems and methods |
US8065001B1 (en) * | 2007-03-01 | 2011-11-22 | Pacesetter, Inc. | Use of implantable body position and body movement sensors |
US8615296B2 (en) * | 2007-03-06 | 2013-12-24 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and apparatus for closed-loop intermittent cardiac stress augmentation pacing |
US9254100B2 (en) * | 2007-09-12 | 2016-02-09 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Logging daily average metabolic activity using a motion sensor |
US20090306924A1 (en) * | 2008-06-10 | 2009-12-10 | Datalogic Scanning, Inc. | Automatic calibration system for scanner-scale or other scale system |
US8527068B2 (en) | 2009-02-02 | 2013-09-03 | Nanostim, Inc. | Leadless cardiac pacemaker with secondary fixation capability |
US8958873B2 (en) * | 2009-05-28 | 2015-02-17 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and apparatus for safe and efficient delivery of cardiac stress augmentation pacing |
US8812104B2 (en) * | 2009-09-23 | 2014-08-19 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and apparatus for automated control of pacing post-conditioning |
US9272139B2 (en) | 2010-07-01 | 2016-03-01 | Marilyn J. Hamilton | Universal closed-loop electrical stimulation system |
CN103249452A (zh) | 2010-10-12 | 2013-08-14 | 内诺斯蒂姆股份有限公司 | 用于无引线心脏起博器的温度传感器 |
US9060692B2 (en) | 2010-10-12 | 2015-06-23 | Pacesetter, Inc. | Temperature sensor for a leadless cardiac pacemaker |
WO2012051235A1 (en) | 2010-10-13 | 2012-04-19 | Nanostim, Inc. | Leadless cardiac pacemaker with anti-unscrewing feature |
US8615310B2 (en) | 2010-12-13 | 2013-12-24 | Pacesetter, Inc. | Delivery catheter systems and methods |
CN103402578B (zh) | 2010-12-13 | 2016-03-02 | 内诺斯蒂姆股份有限公司 | 起搏器回收系统和方法 |
US9242102B2 (en) | 2010-12-20 | 2016-01-26 | Pacesetter, Inc. | Leadless pacemaker with radial fixation mechanism |
GEP20146108B (en) * | 2011-09-26 | 2014-06-10 | Ltd Marji | Counterpulsation therapy device |
WO2013067496A2 (en) | 2011-11-04 | 2013-05-10 | Nanostim, Inc. | Leadless cardiac pacemaker with integral battery and redundant welds |
DK2780073T3 (en) | 2011-11-15 | 2018-01-02 | Neurometrix Inc | APPARATUS FOR PREVENTING PAIN USING TRANSCUTAN ELECTRICAL NERVESTIMULATION |
EP2599523B1 (de) | 2011-11-30 | 2016-02-10 | St. Jude Medical AB | Aktivitätsabhängiges Pacing |
WO2014022661A1 (en) | 2012-08-01 | 2014-02-06 | Nanostim, Inc. | Biostimulator circuit with flying cell |
JP5991100B2 (ja) * | 2012-09-13 | 2016-09-14 | オムロンヘルスケア株式会社 | 脈拍測定装置、脈拍測定方法、および脈拍測定プログラム |
US10940311B2 (en) * | 2013-03-29 | 2021-03-09 | Neurometrix, Inc. | Apparatus and method for button-free control of a wearable transcutaneous electrical nerve stimulator using interactive gestures and other means |
US9724518B2 (en) * | 2014-11-25 | 2017-08-08 | Medtronic, Inc. | Dynamic patient-specific filtering of an activity signal within a beating heart |
DE102015109037A1 (de) | 2015-06-09 | 2016-12-15 | Biotronik Se & Co. Kg | Ratenadaptiver intra- oder epicardialer Herzstimulator und Aktivitätssensor |
US10231673B2 (en) | 2015-07-16 | 2019-03-19 | Samsung Electronics Company, Ltd. | Stress detection based on sympathovagal balance |
CN106924877B (zh) * | 2017-02-27 | 2019-07-23 | 西安交通大学 | 一种基于右心室血液温度的心脏起搏频率自适应系统 |
KR101935151B1 (ko) | 2017-05-29 | 2019-01-03 | (주)나눔테크 | 운동감지 기능이 구비된 심장박동기 |
GB2563440B (en) | 2017-06-16 | 2019-06-05 | Cardiaccs As | Securing a sensor at the heart |
US11883661B2 (en) | 2018-12-07 | 2024-01-30 | Neurometrix, Inc. | Intelligent determination of therapeutic stimulation intensity for transcutaneous electrical nerve stimulation |
US11347526B2 (en) | 2020-01-03 | 2022-05-31 | Bank Of America Corporation | Computer architecture for representing phase and frequency components using correlithm objects in a correlithm object processing system |
WO2021163291A1 (en) * | 2020-02-13 | 2021-08-19 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Hermetically sealed implantable medical device and method of formation |
US20220072316A1 (en) * | 2020-09-10 | 2022-03-10 | Medtronic, Inc. | Dual sensors to control pacing rate |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3456134A (en) * | 1967-10-05 | 1969-07-15 | Us Health Education & Welfare | Piezoelectric energy converter for electronic implants |
ES226859Y (es) * | 1977-03-03 | 1977-11-16 | Marcapasos cardiaco de ritmo controlado por senales de regu-lacion detectadas en las vias yno los receptores nerviosos. | |
US4114628A (en) * | 1977-05-31 | 1978-09-19 | Rizk Nabil I | Demand pacemaker with self-adjusting threshold and defibrillating feature |
US4140132A (en) * | 1978-03-23 | 1979-02-20 | Dahl Joseph D | Variable rate timer for a cardiac pacemaker |
US4686987A (en) * | 1981-06-18 | 1987-08-18 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Biomedical method and apparatus for controlling the administration of therapy to a patient in response to changes in physiologic demand |
US4428378A (en) * | 1981-11-19 | 1984-01-31 | Medtronic, Inc. | Rate adaptive pacer |
US4436092A (en) * | 1982-05-19 | 1984-03-13 | Purdue Research Foundation | Exercise responsive cardiac pacemaker |
US4535774A (en) * | 1983-06-30 | 1985-08-20 | Medtronic, Inc. | Stroke volume controlled pacer |
JPS6092672A (ja) * | 1983-10-27 | 1985-05-24 | Toko Inc | 加速度センサの製造方法 |
US4545380A (en) * | 1984-04-16 | 1985-10-08 | Cordis Corporation | Method and apparatus for setting and changing parameters or functions of an implanted device |
DE3419439C1 (de) * | 1984-05-24 | 1985-11-21 | Eckhard Dr. 8000 München Alt | Belastungsabhaengig frequenzvariabler Herzschrittmacher |
US4802481A (en) * | 1984-07-19 | 1989-02-07 | Cordis Leads, Inc. | Apparatus for controlling pacing of a heart in response to changes in stroke volume |
US4566456A (en) * | 1984-10-18 | 1986-01-28 | Cordis Corporation | Apparatus and method for adjusting heart/pacer rate relative to right ventricular systolic pressure to obtain a required cardiac output |
JPH0320780Y2 (de) * | 1984-10-19 | 1991-05-07 | ||
US4781201A (en) * | 1984-12-27 | 1988-11-01 | American Home Products Corporation (Del.) | Cardiovascular artifact filter |
US4860751A (en) * | 1985-02-04 | 1989-08-29 | Cordis Corporation | Activity sensor for pacemaker control |
DE3506789A1 (de) * | 1985-02-22 | 1986-08-28 | Biotronik Meß- und Therapiegeräte GmbH & Co Ingenieurbüro Berlin, 1000 Berlin | Demand-herzschrittmacher mit physiologischer steuerung |
US4757825A (en) * | 1985-10-31 | 1988-07-19 | Diamond Research Group, Inc. | Cardio-pulmonary activity monitor |
US4722342A (en) * | 1986-06-16 | 1988-02-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Cardiac pacer for pacing a human heart and pacing method |
US4697591A (en) * | 1986-06-16 | 1987-10-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Cardiac pacer for pacing a human heart and pacing method |
DE3631155A1 (de) * | 1986-09-12 | 1988-03-24 | Alt Eckhard | Frequenzvariabler herzschrittmacher mit belastungsadaequatem frequenzverhalten |
US4771780A (en) * | 1987-01-15 | 1988-09-20 | Siemens-Pacesetter, Inc. | Rate-responsive pacemaker having digital motion sensor |
US4907593A (en) * | 1987-05-21 | 1990-03-13 | Biocontrol Technology, Inc. | Adaptation of heart pacing to physical activity |
-
1986
- 1986-09-12 DE DE19863631155 patent/DE3631155A1/de active Granted
-
1987
- 1987-08-17 DE DE3751045T patent/DE3751045T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-08-17 EP EP94112056A patent/EP0798015A2/de not_active Withdrawn
- 1987-08-17 EP EP87111912A patent/EP0259658B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-17 EP EP94112055A patent/EP0798014A2/de not_active Withdrawn
- 1987-09-10 US US07/094,875 patent/US4926863A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-11 CA CA000546713A patent/CA1320537C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-11 BR BR8704731A patent/BR8704731A/pt unknown
- 1987-09-12 JP JP62227583A patent/JP2767419B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-06-22 US US07/369,813 patent/US5044366A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-04-26 US US07/514,410 patent/US5014700A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-27 US US07/515,460 patent/US5014704A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-30 US US07/516,812 patent/US5014703A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-01 US US07/517,298 patent/US5014702A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-02 US US07/518,514 patent/US5031615A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3923801A1 (de) * | 1989-07-15 | 1991-01-24 | Biotronik Mess & Therapieg | Herzschrittmacher mit aktivitaetssensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3751045T2 (de) | 1995-09-28 |
BR8704731A (pt) | 1988-05-03 |
JPS63177872A (ja) | 1988-07-22 |
US5044366A (en) | 1991-09-03 |
EP0259658A3 (en) | 1990-05-16 |
DE3751045D1 (de) | 1995-03-23 |
EP0259658A2 (de) | 1988-03-16 |
EP0798014A2 (de) | 1997-10-01 |
EP0798015A2 (de) | 1997-10-01 |
CA1320537C (en) | 1993-07-20 |
US5031615A (en) | 1991-07-16 |
EP0259658B1 (de) | 1995-02-08 |
US5014702A (en) | 1991-05-14 |
US5014704A (en) | 1991-05-14 |
JP2767419B2 (ja) | 1998-06-18 |
US5014700A (en) | 1991-05-14 |
DE3631155A1 (de) | 1988-03-24 |
US5014703A (en) | 1991-05-14 |
US4926863A (en) | 1990-05-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3631155C2 (de) | ||
DE3709073C2 (de) | ||
DE69534074T2 (de) | Frequenzadaptierender Herzschrittmacher mit zwei Sensoren | |
DE60313297T2 (de) | Gerät zum nachweis und zur behandlung von synkope | |
DE60108230T2 (de) | Vorrichtung für diagnose und behandlung von arrhytmien | |
EP0255899B1 (de) | Frequenzadaptierender Herzschrittmacher | |
DE69633957T2 (de) | Implantierbares Gerät zur Antitachykardierierung | |
DE69926347T2 (de) | Vorrichtung zur steuerung des herzrhythmus unter verwendung der transthorakalen impedanz | |
EP1106206B1 (de) | Gerät zur Regelung der Herzfrequenz und der Herzpumpkraft | |
DE2920965C2 (de) | ||
DE69332851T2 (de) | Implantierbare, medizinische Eingriffsvorrichtung mit verstellbaren Kriterien zur Erkennung von Tachykardien | |
DE60301161T2 (de) | Vorrichtung zur Überwachung des Herzens und ein System beinhaltend eine solche Vorrichtung | |
DE3046681A1 (de) | Synchroner herzschrittmacher | |
EP1582234B1 (de) | Herzschrittmacher | |
DE2727141A1 (de) | Antiarrhythmie-bedarfsschrittmacher | |
EP0838234A2 (de) | Implantierbares Stimulationsgerät | |
DE69836542T2 (de) | Defibrillator mit verbesserter hämodynamischer reaktion und erhöhter myokardialer stabilität | |
DE60020778T2 (de) | Aktive implantierbare medizinische Vorrichtung, insbesondere Herzstimulator, Defibrillator oder Kardiovertierer, die gesteuert und vor den Auswirkungen von brady- und/oder tachyabhängigen Extrasystoles geschützt ist | |
DE60304787T2 (de) | Aktives implantierbares medizinisches Gerät, wie Herzschrittmacher, Defibrillatoren, Kardiovertierer und/oder Multisitevorrichtungen, mit Mitteln zur Feststellung der durchschnittlichen hemodynamischen Kennzahl | |
DE4439256A1 (de) | Vorrichtung zum Erkennen und zum Behandeln verschiedener Tachyarrhythmien | |
EP0583499B1 (de) | Verfahren zum Detektieren von Herzkammerflimmern und Vorrichtung zum Detektieren und Behandeln von Herzkammerflimmern | |
EP2676697B1 (de) | Dislokationssensor | |
WO1996025973A1 (de) | Elektrodenanordnung und stimulationssystem | |
DE69729768T2 (de) | Herzschrittmacher mit Bestimmung des anaeroben Schwellwertes | |
EP0434806B1 (de) | Herzschrittmacher mit aktivitätssensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |