DE3732699A1 - Implantierbarer herzschrittmacher - Google Patents
Implantierbarer herzschrittmacherInfo
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- 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
- A61N1/37—Monitoring; Protecting
- A61N1/3702—Physiological parameters
- A61N1/3704—Circuits specially adapted therefor, e.g. for sensitivity control
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen implantierbaren Herzschritt
macher und insbesondere auf Systeme für die Ausschaltung von
Rauschen in dem aufgenommenen Herzsignal.
Typische neuere Herzschrittmacher haben die Möglichkeit, sowohl
eine Herzsignalaufnahme als auch eine Herzschrittstimulierung
durchzuführen. Obwohl die Erfindung bei jeglichem Herzschritt
macher mit einem Signal-Aufnahmekanal, in dem Rauschen auszu
schalten ist, Anwendung finden kann, kann die Erfindung am
leichtesten verstanden werden anhand eines einfachen VVI-Herz
schrittmachers. Die Elektroden werden sowohl für die Abgabe eines
Stimulusimpulses als auch für die Aufnahme des Signals eines
spontanen Herzschlages benutzt. Typisch wird im Anschluß an einen
Herzschlag, sei er spontan oder angeregt, ein Aufnahmezeitraum
eingeleitet, und zwar im allgemeinen im Anschluß an einen ersten
Zeitabschnitt, während dem eine Signalaufnahme nicht möglich ist.
Wenn am Ende eines Aufnahmeintervalls kein Signal eines spontanen
Herzschlags aufgenommen ist, wird ein Herzstimulus erzeugt. Wird
dagegen das Signal eines spontanen Herzschlages aufgenommen,
unterbleibt der Erzeugung eines Stimulusimpulses. Mit einem neuen
Herzschlag wird der Zyklus wiederholt.
Es ist offensichtlich, daß Rauschen in dem Aufnahmekanal Anlaß
für einen fehlerhaften Betrieb geben kann. Im schlimmsten Fall
wird, wenn ein Dauerrauschen durch den Herzschrittmacher als ein
Signal eines rhythmischen Herzschlages interpretiert wird, kein
Stimulusimpuls erzeugt, selbst wenn das Herz nicht ordentlich
schlägt. Es ist offensichtlich, daß Mittel für die Ausschaltung
von Rauschen von großem Interesse bei Herzschrittmachern sind.
Solange RR-Phasen ablaufen, wird eine Signalaufnahme ausge
schlossen, ausgenommen eine Signalaufnahme, die dazu dient, fest
zustellen, ob Rauschen vorhanden ist, so daß dann die RRP erneut
eingeleitet werden kann. Wenn die RRP kontinuierlich immer wieder
eingeleitet werden, wird ein Stimulusimpuls am Ende des Aufnahme
intervalls zwischen den Herzschlägen erzeugt.
Nach dem Stand der Technik schließen Systeme zur Ausschaltung von
Rauschen allgemein die Durchführung von Einstellungen der
Empfindlichkeit des Herzschrittmachers ein. Die Empfindlichkeit
ist die Größe eines Eingangssignals, das gerade ausreicht, damit
der Schrittmacher ein Herzereignis feststellen kann. Durch
Herabsetzung der Empfindlichkeit wird der Einfluß des Rauschens
reduziert, da es nunmehr eines höheren Eingangssignalpegels
bedarf, um die Schwelle zu überschreiten. Typische Systeme dieser
Art sind beschrieben in den US-PS 43 79 459 und 45 16 579. Die
Hauptschwierigkeit dieser bekannten Anordnungen besteht darin,
daß sie nur bei kontinuierlichem Rauschen wirksam sind, bei
spielsweise bei Rauschen, das von Effekten auf der stromführenden
Leitung herrührt. Die bekannten Anordnungen schließen kein
Rauschen aus, das beispielsweise aus Muskelsignalen resultiert.
Es ist bekannt, daß Muskelrauschen Anlaß für fehlerhafte Anzeigen
von Herzereignissen geben kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zur Ausschaltung von
Rauschen bei einem Herzschrittmacher zu schaffen, das auch ein
solches Rauschen weitgehend unterdrückt.
Bei Herzschrittmachern ist es übliche Technik, absolute und
relative Refraktärphasen vorzusehen, um das Restpotential eines
Stimulusimpulses und/oder der Herzantwort abzuleiten. Die absolute
Refraktärphase (ARP) ist ein fester Zeitintervall, der unmittel
bar auf einen angeregten oder aufgenommenen Herzschlag folgt und
während dem jegliche Signalaufnahme ausgeschlossen ist. Die
relative Refraktärphase (RRP) folgt der ARP. Während der RRP,
während der das Restpotential eines Stimulusimpulses abgeleitet
ist, sind die Herzsignale ruhig und Rauschen kann festgestellt
werden. Das Vorsehen der RRP dient in der Tat dazu, Rauschen
festzustellen. Ein typischer Herzschrittmacher weist eine Auf
nahmesignalschwelle auf. Jedes aufgenommene Signal, dessen Größe
oberhalb der Schwelle liegt, wird als repräsentativ für ein
Herzereignis angesehen. Herzereignisse können jedoch nicht
während der RRP aufgenommen werden, da die RRP zu früh nach dem
Herzschlag liegen. Wenn daher während der RRP ein Signal aufge
nommen wird, dessen Amplitude größer als die Schwelle ist, wird
angenommen, daß es sich bei dem Signal um Rauschen handelt, und
die RRP wird sofort wieder neu eingeleitet.
Gemäß der Erfindung wird der Schwellenpegel während jedes Herz
zyklus verstellt. Im Anschluß an einen Herzschlag wird zunächst
eine relativ niedrige Schwelle gesetzt. Während der ersten RRP
wird das Rauschen in dem Eingangssignal im allgemeinen die
Schwelle überschreiten. Das Spitzeneingangssignal, das während
der ersten RRP aufgenommen wird, wird aufgezeichnet und die
Ausgangsschwelle wird dann angehoben. Es wird eine weitere RRP
gestartet, während der das gleiche auftritt. Das Verfahen wird
fortgesetzt mit kontinuierlicher Anhebung der Schwelle. Es wird
schließlich während einer RRP die Schwelle von dem aufgenommenen
Herzsignal nicht überschritten. Diese Schwelle repräsentiert
damit dann den Rauschpegel. Während des folgenden Aufnahmezeit
intervalls, in der echte Herzaktivität erwartet wird, wird die
Schwelle benutzt, die die gewünschte Schwelle ist, bei der kein
Rauschen mehr festgestellt wird, zuzüglich des vorher bestimmten
Rauschpegels oder einer Funktion dieses Pegels. Nur wenn diese
höhere Schwelle überschritten wird, wird angenommen, daß ein
Herzereignis stattgefunden hat. Da der Betrag, der zu der ge
wünschten Schwelle hinzugefügt wird, während jedes Zyklus
bestimmt wird im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem die
Schwelle nur als Funktion eines kontinuierlichen Rauschens ein
gestellt wird, können mit dem System zur Ausschaltung des Rauschens
nach der Erfindung auch Skelettmyopotentiale berücksichtigt
werden, die nur zeitweise auftreten.
Die Erfindung ist in ihren verschiedenen Aspekten in den An
sprüchen herausgestellt und im nachstehenden im einzelnen anhand
der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1A zeigt die Zeitintervalle für die ARP, RRP und die
Aufnahme von Herzsignalen ohne Rauschen.
Fig. 1B zeigt, wie eine RRP jeweils wieder eingeleitet wird,
wenn während einer vorhergegangenen RRP Rauschen fest
gestellt ist.
Fig. 2A bis 2C zeigen drei aus dem Stand der Technik bekannte
Systeme als Beispiele für die Wege, die bisher ein
geschlagen worden sind, um Rauschen auszuschalten.
Fig. 3 zeigt in einem Blockschaltbild eine Ausführungsform der
Erfindung.
Fig. 4 zeigt ein typisches Signal für Rauschen; auf diese
Figur wird Bezug genommen bei der Erklärung, wie die
Schwelle bei dem System nach Fig. 3 während eines
einzelnen Herzzyklus kontinuierlich angehoben wird.
Wie in Fig. 1A für einen typischen Herzschrittmacher dargestellt,
folgt auf einen angeregten oder festgestellten spontanen Herz
schlag eine absolute Refraktärphase (ARP) mit einer Zeitdauer von
etwa 150 ms. Während der ARP ist eine Signalaufnahme ausge
schlossen. Es folgt dann eine relative Refraktärphase (RRP) von
100 ms. Wenn das Eingangssignal während der RRP den Schwellen
pegel nicht überschreitet, beginnt die normale Aufnahme oder
Sensierung eines Herzsignals. Die Dauer des Signalaufnahme
intervalls wird bestimmt durch die Rate des Herzschrittmachers.
Der gesamte Zeitabstand zwischen zwei Herzschlägen liegt in der
Größenordnung von 500 bis 1050 ms. Wenn die 250 ms der Refraktär
phase abgezogen werden, steht für eine Signalaufnahme ein Zeit
intervall in der Größenordnung von 250 bis 800 ms zur Verfügung.
Wenn der vorhergegangene Herzschlag spontan war, ist der Zeit
intervall für die Signalaufnahme typisch etwas länger als wenn
der vorhergehende Herzschlag stimuliert war, ein Merkmal, das als
Hysterese bekannt ist. Während des Zeitintervalls der Signal
aufnahme wartet der Schrittmacher auf einen natürlichen Herz
schlag. Der Herzschrittmacher stimuliert das Herz nur dann, wenn
die Zeitdauer zwischen den Herzschlägen abläuft, ohne daß ein
natürlicher Herzschlag festgestellt worden ist. Eine neue ARP
beginnt mit jedem Herzschlag, sei er nun angeregt oder spontan.
Das Zeitdiagramm der Fig. 1B zeigt, was auftritt, wenn während
der ersten und darauffolgender RRP Rauschen festgestellt
wird. Ein Eingangssignal größer als die Signalschwelle wird als
Rauschen angenommen und die RRP wird unmittelbar wieder gestartet
für einen Zeitraum von 100 ms. Falls ständig Rauschen vorhanden
ist, wie in Fig. 1B angedeutet, bleibt die Signalaufnahmefunktion
des Schrittmachers unterbrochen. Dies ist eine Sicherheits
maßnahme, die sicherstellt, daß das Herz am Ende eines vorge
gebenen Zeitabschnittes für die Signalaufnahme angeregt wird,
wenn Rauschen vorhanden ist.
Es ist zu beachten, daß in Fig. 1A die gesamte Zeit, die zwischen
dem Ende der ARP und dem nächsten Stimulusimpuls zwischen 350 und
900 ms liegt und daß dies die Summe der RRP nd des Zeitinter
valls für die Signalaufnahme ist. In Fig. 1B ist der gesamte
Zeitintervall nur 350 bis 600 ms. Hier liegt keine Signalaufnahme
vor, die es möglich macht, ein Herzschlagsignal festzustellen.
Der Herzschrittmacher erzeugt damit einen Stimulusimpuls während
jedes Zyklus. Um sicherzustellen, daß der Stimulusimpuls nicht
während der T-Welle eines spontanen Herzschlages appliziert wird,
was allgemein als gefährlich angesehen wird, wird der Zeitintervall
zwischen zwei Herzschlägen kürzer gemacht. Es wird im allgemeinen
angenommen, daß ein Stimulusimpuls, der während einer T-Welle
appliziert wird, Anlaß für eine Tachycardie geben kann. Der Herz
schrittmacher ist dann nicht mehr synchron mit dem natürlichen
Herzrhythmus. Er regt schneller als normal an, um sicherzu
stellen, daß seine Stimulusimpulse den Herzschlag bestimmen.
Die tatsächlichen Mechanismen der Zeitabläufe eines Herzschritt
machers sind für die Arbeitsweise nach der vorliegenden Erfindung
nicht wesentlich. Wesentlich ist dagegen, daß Rauschen erkannt
wird als das, was es ist.
Erneut Bezug nehmend auf die Fig. 1A und 1B ist ersichtlich,
daß, falls eine RRP abläuft, ohne daß Rauschen festgestellt wird,
sofort der Zeitintervall für die Herzsignalaufnahme beginnt. Wenn
jetzt Rauschen auftritt, wird dieses als Herzereignis angesehen,
selbst wenn ein solches Herzereignis nicht stattgefunden hat. Es
ist deshalb wichtig, einen Weg aufzuzeigen, wie Rauschen fest
stellbar ist, das während des Zeitintervalls der Herzsignal
aufnahme auftritt. Das wesentlichste Merkmal der Erfindung besteht
darin, daß das Rauschen, das während der RRP auftritt, analysiert
wird und später in dem gleichen Zyklus dafür verwendet wird,
Rauschen auszuschließen, das während des Zeitintervalls der
Herzsignalaufnahme auftritt. Es könnte nun einfach ein Filter
verwendet werden, um die Frequenzen auszufiltern, die von den
skelettalen Myopotentialen herrühren. Leider sind dies die
gleichen Frequenzen, die charakteristisch sind für die Herz
potentiale. Bei der Verwendung eines Filters würden also die
Nutzsignale mit den Störsignalen ausgefiltert werden.
Die einfachste bekannte Möglichkeit, Rauschen zu unterdrücken,
ist in Fig. 2A dargestellt. Das Herzsignal zwischen der Anode und
den Herzelektroden wird in dem Verstärker 10 verstärkt und dann
in dem Filter 12 gefiltert, so daß nur Herzfrequenzen von Interesse
verbleiben. Das Signal wird dann an einen Eingang eines Fenster
komparators 14 angelegt. An dem Fensterkomparator liegt weiter
ein Schwellenpegel an. Der Fensterkomparator besteht typisch aus
einem Absolutwertschaltkreis und einem Unipolarkomparator, wie in
Fig. 2B gezeigt. Der Absolutwertschaltkreis 16 erzeugt ein Aus
gangssignal, das dem Absolutwert des Eingangssignals entspricht.
Auf diese Weise kann mit dem maximalen Signalausschlag gearbeitet
werden, ungeachtet, in welche Richtung dieser Ausschlag gerichtet
ist. Wenn das Signal am Pulseingang des Komparators 22 größer ist
als das Signal am Minuseingang, geht der Ausgang hoch als Zeichen
dafür, daß die absolute Größe des Eingangssignals die Schwelle
überschritten hat. In dem Schaltkreis nach Fig. 2A stellt das
Schwellensignal in Wirklichkeit zwei Schwellen dar, und zwar eine
in positiver Richtung und die andere in negativer Richtung, wobei
die beiden Schwellen zwischen sich ein Fenster einschließen. Es
ist nicht bekannt, ob das Spitzensignal positiv oder negativ ist
und es muß daher eine Anordnung vorgesehen werden, um zu be
stimmen, daß ein Herzereignis aufgetreten ist, falls die Spitzen
auslenkung eine Schwelle in einer der Richtungen überschritten
hat. Die Benutzung eines Absolutwertschaltkreises und eines
Unipolarkomparators in dem System nach Fig. 2B vereinfacht die
Schaltung.
Die bekannte Schaltung nach Fig. 2C basiert auf der nach Fig. 2B.
Der Ausgang des Absolutwertschaltkreises ist wiederum mit dem
Pluseingang des Komparators 22 verbunden. Hier ist dann jedoch
die Schwelle nicht mehr direkt an den Minuseingang angelegt.
Stattdessen addiert ein Addierer 20 einen vorbestimmten Betrag
zu dem Schwellenwert hinzu. Dieser Betrag ist das Mittel des
Ausgangs des Absolutwertschaltkreises. Das Filter 18 ergibt den
Mittelwert des Ausgangs des Schaltkreises 16 , so daß dieser der
Schwelle hinzuaddiert werden kann. Was nun tatsächlich erreicht
ist, ist, daß die Schwelle über den Pegel des Rauschens angehoben
wird dadurch, daß der mittlere Pegel des Rauschens, der sonst
benutzt werden würde, der Schwelle hinzuaddiert wird. Das Filter
12 unterdrückt Hochfrequenzrauschen und das Filter 18 wirkt auf
das verbleibende niederfrequente Rauschen. Bei einem kontinuier
lichen Rauschen kann der Auslaß des Filters 18 aussagekräftig
sein. Durch seine Addition zu dem Schwellenpegel, der vom Arzt
festgesetzt ist, wird tatsächlich die Empfindlichkeit des Herz
schrittmachers herabgesetzt, so daß ein größeres Eingangssignal
notwendig ist, damit ein Herzereignis erkannt wird.
Falls ein echtes Herzsignal fehlt, liegt die Schwelle, die am
Komparator anliegt, oberhalb des Pegels des kontinuierlichen
Rauschens, so daß das Rauschen nicht festgestellt wird. Ein
natürliches Herzsignal, das beispielsweise einem 60 Hz-Rauschen
überlagert ist, wird manchmal, aber nicht immer, über die
Schwelle hinausgehen und damit den Herzschrittmacher in Syn
chronismus mit dem natürlichen Rhythmus des Herzens halten.
Obwohl einige Herzsignale nicht aufgenommen werden, da die
Schwelle höher ist, als sie unter anderen Umständen sein würde,
werden normalerweise genügend Herzschläge aufgenommen, um den
Herzschrittmacher im Synchronismus mit dem natürlichen Rhythmus
zu halten. Der Nachteil der Anordnung nach Fig. 2C besteht darin,
daß sie nur für kontinuierliches Rauschen wirksam ist, beispiels
weise das Rauschen, das von einer stromführenden Leitung her
rührt. Diese Technik ist nicht wirksam, um Herzsignale von den
skelettalen Muskelgeräuschen des Patienten zu unterscheiden. In
diesem Fall liegt kein Mittelwert vor und die Schwelle wird daher
von dem Pegel, der durch den Arzt gesetzt ist, nicht angehoben.
Die erfindungsgemäße Ausführung ist nun schematisch in Fig. 3
dargestellt. Um das System digital arbeitend auszuführen, sind
die einzelnen Subsysteme für digitalen Betrieb ausgelegt. Viele
der Funktionen sind jedoch ähnlich den Systemen nach dem Stand
der Technik. Der Block 40 ist eine Kombination von einem Filter
und einem A/D-Wandler. Hinsichtlich besonderer Schaltungsmerkmale,
die in einem Digitalsystem der hier in Frage stehenden Art, wird
Bezug genommen auf die ältere Anmeldung P 37 25 125.2 der
Anmelderin. Der Schaltkreis 32 leitet den Absolutwert des Ein
gangssignals ab und führt ihn dem Digitalkomparator 34 zu. Die
Funktionen, die in den Blöcken 10, 30, 32 und 34 in Fig. 4 durch
geführt werden, sind vergleichbar mit denen, die in den Blöcken
10, 12, 16 und 22 in dem bekannten Schaltkreis nach Fig. 2C
durchgeführt werden. Der Block 36 enthält einen digitalen
Spitzenwertdetektor. Am Ende der ARP nach Fig. 1B wird der
Spitzenwertdetektor 36 durch die Steuerung 38 rückgesetzt, ebenso
wie das Schwellenregister 40 auf einen niedrigen Ausgangswert
rückgesetzt wird, und zwar einen Wert, der geringfügig oberhalb
des Digitalisierungsrauschens des A/D-Wandlers liegt. Der genaue
Wert ist relativ unbedeutend, wie weiter unten klar werden wird.
Der Ausgang des Komparators 34 geht hoch, wenn der Eingang aus
dem Schaltkreis 32 gleich dem oder größer ist als der Schwellen
pegel. Über den Block 32 wird in einer typischen Ausführungsform
der Erfindung alle 2 ms ein neuer Vergleichswert geliefert.
Während der ersten RRP, während der der Schwellenpegel verein
barungsgemäß niedrig ist, wird mit großer Wahrscheinlichkeit der
Ausgang des Komparators 34 hochgehen. Die RRP wird sofort wieder
gestartet, wie in Fig. 1B gezeigt. Da ein begrenzter Zeitinter
vall zwischen zwei Abläufen vorgesehen ist, beispielsweise zwei
Millisekunden, sind die Werte, die dem Komparator 34 aufgegeben
werden, normalerweise größer als oder gleich dem Schwellenwert,
solange das Rauschen am Eingang ansteigt. Wenn der Ausgang des
Komparators hochgeht, wird infolgedessen der Spitzenwert der
durch den Spitzenwertdetektor 36 registriert wird, tatsächlich
den Schwellenwert um den Wert von einem oder mehreren Digitali
sierungsstufen überschreiten. Wenn die Ausgänge aus dem Block 32
Werte von 1 bis einschließlich 31 haben können, würde ein Schritt
1 einem Digitalisierungsschritt entsprechen.
Wenn der Ausgang des Komparators 34 hoch geht, wird der neue
Spitzenwert plus 1 in dem Schwellenregister 40 gespeichert. Nach
Ablauf von weiteren 2 ms wird der nächste Vergleichswert in
gleicher Weise gleich dem neuen Schwellenwert sein oder diesen
überschreiten.
Dies ist in Fig. 4 dargestellt. Obwohl der Block 32 dazu dient,
das Eingangssignal gleichzurichten, ist es in Fig. 4 ohne gleich
richtung dargestellt, damit die Ereignisse mit dem tatsächlichen
Eingangssignal verknüpft sind. Mit einem Pegel des Digitali
sierungsrauschen von 1 ist der Ausgangsschwellenwert TH 1 auf der
vertikalen Achse gleich 4 gesetzt, einem reltiv niedrigen Wert,
jedoch einem, der oberhalb des Digitalisierungsrauschens liegt.
Die erste RRP, die in der Zeichnung als RRP-1 dargestellt ist,
beginnt am Ende der ARP. Wenn das Rauschen den Schwellenpegel TH 1
übersteigt, wird die RRP erneut eingeleitet, wie durch den
Hinweis RRP-2 angegeben. Der Spitzenwert kann gleich 4 sein, oder
er kann auch höher liegen, abhängig von dem tatsächlichen Wert
des Eingangs, wenn der Ausgang des Komparators 34 hoch geht. Wie
in Fig. 4 gezeigt, ist angenommen, daß der Spitzenwert gleich 4
ist und damit ist der Schwellenpegel am Anfang der RRP-2 gleich 4
plus 1 gleich 5. Wie in Fig. 4 gezeigt, hat der Spitzenwert 2 ms
später den Wert 5 erreicht, wenn der Ausgang des Komparators 34
hochgeht. Der Schwellenpegel, der in dem Register 40 gespeichert
ist, wird wiederum angehoben auf 5. Hierbei sei darauf hinge
wiesen, daß aufeinanderfolgende Spitzenwerte nur größer werden
können. In dem Register 40 wird ein gemessener Spitzenwert plus 1
gespeichert und ein neuer Spitzenwert wird von der Herzschritt
machersteuerung 38 (während der RRP) nur dann benutzt, wenn der
Ausgang des Komparators 34 hoch geht; dies bedeutet, daß das
Eingangssignal den vorher gespeicherten Spitzenwert übersteigt.
Der Schwellenwert bleibt der gleiche oder wird jeweils angehoben,
wenn die RRP erneut eingeleitet wird. Schließlich wird, wie in
Fig. 4 angezeigt, eine RRP, in diesem Fall RRP-19, eingeleitet,
während der der Ausgang des Komparators 34 nicht hochgeht. Der
vorhergehende Spitzenwert TH-19 in Fig. 4 ist ein Maß des
Spitzenwertes des Rauschens, der während aller RRP festgestellt
wurde. Die Steuerung 38 des Herzschrittmachers addiert diesen
Spitzenwert zu dem Wert, den der Arzt jeweils für die Schwelle
programmiert hat. Die Summe wird dann im Register 40 gespeichert
und wird während des Signalaufnahmeintervalls benutzt, um zu
bestimmen, ob ein Herzereignis stattgefunden hat. Das Maximum des
jeweils festgestellten Pegels für das Rauschen während der RRP
wird der "normalen" Schwelle hinzuaddiert für die Verwendung
während des Signalaufnahmeintervalls.
Bei einem sehr rauschstarken Eingang kann der Schwellenpegel bis
auf den Maximalwert 31 ansteigen. Da der Ausgang des Komparators
hochgeht, wenn der Eingang der Schwelle entspricht, geht der
Ausgang des Komparators ständig wieder hoch und als Folge wird
die Folge der RRP niemals unterbrochen. In diesem Fall wird kein
Herzereignis festgestellt. Wenn auf der anderen Seite das
Rauschen nicht übermäßig stark ist und der Schwellenpegel gerade
oberhalb der Spitze des Rauschens liegt, bleibt der Komparator
ausgang während der Dauer einer RRP niedrig, worauf dann der
Wert, der in dem Spitzenwertdetektor gespeicher ist, zum
normalen Schwellenwert hinzuaddiert wird. Die Summe wird dann als
Schwellenwert während des Signalaufnahmeintervalls benutzt.
Die Erfindung ist im vorstehenden unter Bezug auf ein spezielles
Ausführungsbeispiel beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel ist
jedoch lediglich beispielhaft für die Anwendung der Erfindung zu
verstehen. Es können daher im Rahmen des tatsächlichen Umfangs
Abwandlungen durchgeführt werden und andere Anordnungen getroffen
werden.
Claims (16)
1. Implantierbarer Herzschrittmacher mit Mitteln für die Auf
nahme eines Herzsignales, Mitteln für die Verstärkung der
Amplitude des aufgenommenen Signals mit einem variablen
Schwellenpegel, Mitteln für das Setzen eines Ausgangs
schwellenpegels im Anschluß an das Auftreten eines Herz
schlages, Mitteln für die zeitliche Festlegung einer wieder
holbaren relativen Refraktärphase, Mitteln, die in Abhängig
keit von einer Amplitude ansprechen, die den Schwellenpegel
während einer wiederholbaren relativen Refraktärphase über
schreiten, mit eine weitere wiederholbare relative Refrak
tärphase mit angehobenem Schwellenpegel auslösenden Mitteln,
die in Abhängikeit von einem Ablauf der relativen Refrak
tärphase ohne Überschreitung des Schwellenpegels durch die
Amplitude den Zeitintervall initiieren, in dem ein Herz
schlag aufnehmbar ist, Mitteln, die am Beginn dieses Zeit
intervalls den Schwellenwert auf einen vorbestimmten Wert
setzen, der vergrößert ist durch eine Funktion des
Schwellenpegels am Ende der vorhergegangenen relativen
Refraktärphase, und mit Mitteln, die in Abhängigkeit von der
Amplitude, die den Schwellenpegel während des Zeitintervalls
für die Aufnahme eines Herzschlagsignals überschreitet, das
Auftreten eines Herzschlages feststellen.
2. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
Mittel, die unmittelbar nach der Feststellung des Auftretens
eines Herzschlages wirksam werden, um eine absolute Re
fraktärphase einzuleiten, während der kein Signal aufge
nommen wird, wobei die erste wiederholbare relative Refrak
tärphase zeitlich so festgelegt ist, daß sie auf die absolute
Refraktärphase folgt.
3. Implantierbarer Herzschrittmacher mit Mitteln für die Auf
nahme eines Herzsignals, Mitteln zum Vergleichen der Ampli
tude des aufgenommenen Herzsignals mit einem variablen
Schwellenpegel, Mitteln für das Setzen eines Ausgangs
schwellenpegels in Abhängigkeit von dem Auftreten eines
Herzschlages und für das Anheben des Schwellenpegels in dem
Maße, wie die Amplitude des aufgenommenen Herzsignales
ansteigt, bis der Schwellenpegel schließlich die Amplitude
des Rauschens in dem aufgenommenen Herzsignal repräsentiert,
mit Mitteln, die von diesem Schwellenpegel abhängig sind,
der die Amplitude des Rauschens in dem aufgenommenen Herz
signal repräsentiert, um einen Herzschlagfeststellungs
intervall zu beginnen, Mitteln, mit denen beim Beginn eines
Zeitintervalls für die Herzschlagaufnahme ein Schwellenwert
festgesetzt wird, der eine Funktion des Schwellenpegels
während der letzten relativen Refraktärphase ist, und mit
Mitteln, die eine Amplitude des aufgenommenen Herzsignals,
die den Schwellenwert während des Zeitintervalls einer
Herzschlagsignalaufnahme überschreitet, als Auftreten eines
Herzschlages bestimmen.
4. Herzschrittmacher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß weiter Mittel vorgesehen sind, die unmittelbar im
Anschluß an die Bestimmung des Auftretens eines Herzschlages
wirksam sind, um eine absolute Refraktärphase einzuleiten,
während der kein Signal aufgenommen wird, wobei der
Schwellenpegel im Anschluß an die absolute Refraktärphase in
dem Maße angehoben wird, wie die Amplitude des aufgenommenen
Herzsignales ansteigt.
5. Herzschrittmacher mit Mitteln für die Aufnahme eines Herz
signales, Mitteln, die in Abhängigkeit von der Feststellung
des Auftretens eines Herzschlages wirksam sind, um nur im
Anschluß an einen Herzschlag ein Signal abzuleiten, das re
präsentativ für den Rauschpegel in dem Herzsignal ist,
Mitteln, mit denen abhängig von dem den Rauschpegel reprä
sentierenden Signal ein Schwellenwert gesetzt wird, der
davon eine Funktion ist, und zum Einleiten eines Zeitinter
valls für eine Aufnahme des Herzschlagsignals, und Mitteln,
die auf ein Herzsignal ansprechen, das den Schwellenwert
während des Zeitintervalls für die Aufnahme des Herzschlages
überschreitet und dieses als das Auftreten eines Herz
schlages bestimmen.
6. Herzschrittmacher nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch
Mittel, mit denen die Aufnahme eines Herzignales während
einer absoluten Refraktärphase ausgeschaltet wird, die
unmittelbar dem Auftreten eines Herzschlages folgt, wobei
die die Signale ableitenden Mittel während darauffolgender
relativer Refraktärphasen arbeiten.
7. Herzschrittmacher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die die Signale ableitenden Mittel ein relaiv niedriges
Repräsentativsignal am Ende der absoluten Refraktärphase
setzen und das Repräsentativsignal in Abhängigkeit von der
Amplitude des Herzsignals anheben, die das Repräsentativ
signal während einer relativen Refraktärphase überschreitet.
8. Herzschrittmacher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die signalableitenden Mittel eine relative Refraktär
phase in Abhängigkeit von der Amplitude des Herzsignals
wieder einschalten, die wenigstens gleich dem Repräsentiv
signal ist.
9. Verfahren für die Bestimmung des Auftretens eines Herz
schlages, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Aufnehmen eines Herzsignals1;
- Vergleichen der Amplitude des aufgenommenen Herzsignals mit einem variablen Schwellenpegel;
- Setzen eines Ausgangsschwellenpegels in Abhängigkeit von dem Auftreten eines Herzschlages;
- Einschalten einer wiederholbaren relativen Refraktärphase;
- Wiederholen einer relativen Refraktärphase unter Anhebung des Schwellenpegels in Abhängigkeit von der Amplitude, die den Schwellenpegel während einer wiederholbaren relativen Refraktärphase überschreitet;
- Einleiten eines Zeitintervalls für eine Aufnahme des Herz schlagsignals in Abhängigkeit von einer relativen Refrak törphase, während der die Amplitude den Schwellenpegel nicht überschreitet;
- am Beginn eines Zeitintervalls für die Aufnahme eines Herz schlagsignals Setzen eines Schwellenwertes gleich dem vor hergegangenen Wert, vergrößert um eine Funktion des Schwellenpegels am Ende der vorhergegangenen relativen Refraktärphase und Bestimmung des Auftretens eines Herz schlages als die Amplitude, die den Schwellenwert während des Zeitintervalls für die Aufnahme eines Herzschlagsignals überschreitet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
unmittelbar im Anschluß an die Bestimmung des Auftretens
eines Herzschlages eine absolute Refraktärphase eingeleitet
wird, während der kein Signal aufgenommen wird, und daß die
erste wiederholbare relative Refraktärphase zeitlich so
festgelegt wird, daß sie der absoluten Refraktärphase folgt.
11. Verfahren zur Bestimmung des Auftretens eines Herzschlages
mit den Schritten
- Aufnehmen eines Herzsignals
- Vergleichen der Amplitude des aufgenommenen Herzsignals mit einem veränderbaren Schwellenpegel
- Setzen eines Ausgangsschwellenpegels in Abhängigkeit vom Auftreten eines Herzschlages und Anheben des Schwellen pegels, wenn die Amplitude eines aufgenommenen Herzsignales ansteigt bis der endgültige Schwellenpegel die Amplitude des Rauschens in dem aufgenommenen Herzsignal repräsentiert,
- Einleiten eines Zeitintervalls für die Aufnahme eines Herz schlagsignals ausgehend von dem Schwellenpegel, der die Amplitude des Rauschens in dem aufgenommenen Herzsignal repräsentiert
- Setzen eines Schwellenwertes, der eine Funktion dieses Schwellenwertes ist, zu Beginn des Zeitintervalls für die Aufnahme eines Herzschlagsignals
- und Bestimmung des Auftretens eines Herzschlages in Ab hängigkeit von der Amplitude des aufgenommenen Herzsignals, die den Schwellenwert während des Zeitintervalls für die Aufnahme eines Herzschlagsignals überschreitet.
12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine
absolute Refraktärphase, während der kein Signal aufgenommen
wird, unmittelbar im Anschluß an die Bestimmung des Auf
tretens eines Herzschlages,
und durch Anheben des Schwellenpegels im Anschluß an die absolute Refraktärphase in dem Maße, wie die Amplitude des aufgenommenen Herzsignals ansteigt.
und durch Anheben des Schwellenpegels im Anschluß an die absolute Refraktärphase in dem Maße, wie die Amplitude des aufgenommenen Herzsignals ansteigt.
13. Verfahren zur Bestimmung des Auftretens eines Herzschlages,
gekennzeichnet durch die Schritte:
- Aufnehmen eines Herzsignals
- in Abhängigkeit von der Feststellung des Auftretens eines Herzschlages, Ableiten eines Signals, das repräsentativ ist für den Rauschpegel in dem Herzsignal basierend auf dem Herzsignal im Anschluß an einen festgestellten Herzschlag,
- Setzen eines Schwellenwertes, der eine Funktion des abge leiteten repräsentativen Signals ist,
- Einleiten eines Zeitintervalls zur Signalaufnahme
- Bestimmung des Auftretens eines Herzschlages in Abhängigkeit von dem Kriterium, daß das Herzsignal den Schwellenwert während des Zeitintervalls für die Aufnahme des Herzschlag signals überschreitet.
14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Unterbrechen der Signalaufnahme während einer absoluten Refraktärphase, die unmittelbar dem Auftreten eines Herz schlages folgt, wobei
- die Signalableitung während wiederholbarer relativer Refrak tärphasen durchgeführt wird, die der absoluten Refraktär phase folgen.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei
der Signalableitung ein relativ niedriges Repräsentativ
signal am Ende der absoluten Refraktärphase gesetzt wird und
in Abhängigkeit von der Amplitude des Herzsignals, das das
Repräsentativsignal während einer relativen Refraktärphase
überschreitet, angehoben wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem während der Signal
ableitung erneut eine relative Refraktärphase eingeleitet
wird in Abhängigkeit davon, daß die Amplitude des Herz
signals wenigstens gleich dem Repräsentativsignal ist.
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