DE2520729A1

DE2520729A1 - Herzschrittmacher-ausgangsstufe

Info

Publication number: DE2520729A1
Application number: DE19752520729
Authority: DE
Inventors: Miroslav Dipl Ing Netusil; Jaroslav Dipl Ing Rehak
Original assignee: Tesla AS
Current assignee: Tesla AS
Priority date: 1974-05-16
Filing date: 1975-05-09
Publication date: 1975-11-20
Also published as: SE7505248L; CS167779B1; DD117808A1

Description

Herzschrittmacher-Ausgangsstufe Die Erfindung betrifft eine Herzschrittmacher-Ausgangsstufe zur Verminderung der Polarisationsspannung an der Herzschrittmacher-Reizelektrode, mit einem Impulsgeber, dessen Ausgang am Eingang eines Ausgangsverstärkers angeschlossen ist.
Die zur Zeit benutzten Ausgangs stufen der Herzschrittmacher ermöglichen die Entladung eines Kondensators in das Gewebe des Patientenkörpers. Das Aufladen und Entladen dieses Kondensators wird durch einen Transistorschalter, der Ausgangsverstärker genannt ist, gesteuert. Der Ausgangsverstärker wird wiederum durch einen Impulsgeber gesteuert. Diese einfach aufgebaute Herzschrittmacher-Ausgangsstufe, die an sich ihre Funktion gut erfüllt, ist jedoch unvorteilhaft, weil die an der Reizelektrode während des Reizimpulses gebildete Polarisationsspannung von ca. 1 V nach der Beendigung des Reizimpulses nur sehr langsam absinkt. Das Absinken der Polarisationsspannung bis auf Null dauert nämlich ca.
250 - 300 ms. Während ungefähr dieses Zeitintervalls ist es auch unmöglich, mit Hilfe der Reizelektrode das intrakavitäre EKG-Signal abzutasten, da der Eingang des angeschlossenen Verstärkers des intrakavitären EKG-Signals durch die sehr große Polarisationsspannung übersteuert ist. Erst nach der völligen Entladung der an der Grenzschicht zwischen der Elektrode und dem Gewebe gebildeten Polarisationsspannung ist es möglich, die spontanen Herztätigkeitssignale abzutasten.
Die Zeit, während der der Eingang des Verstärkers für das intrakavitäre EKG-Signal blockiert wird, heißt refraktäre Zeit des Herzschrittmachers.
Eine derart ausgeführte Herzschrittmacher-Ausgangsstufe ist jedoch für die sogenannten adaptiven Herzschrittmacher, die sich dem augenblicklichen Wert der Myokardreizschwelle anpassen müssen, völlig unbrauchbar, da bei diesen Herzschrittmachern während einer sehr kurzen Zeit von ungefähr bis 40 ms nach der Beendigung des Reizimpulses bei einer unipolaren Herzmuskelanreizanordnung die Wirkung des Reizimpulses festgestellt werden muß. Diese Möglichkeit ist jedoch beim Benutzen der zur Zeit bekannten Herzschrittmacher-Ausgangsstufen mit Rücksicht auf das langsame Absinken der Polarisationsspannung völlig ausgeschlossen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird bei einer Herzschrittmacher-Ausgangsstufe zur Verminderung der Polarisationsspannung an der Herzschrittmacher-Reizelektrode, mit einem Impulsgeber, dessen Ausgang am Eingang eines Ausgangsverstärkers angeschlossen ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ausgang des Impulsgebers auch am Eingang von Steuerkreisen angeschlossen ist, deren Ausgang am Eingang eines gesteuerten Schalters angeschlossen ist, an dessen zweitem Eingang der Ausgang des mit der Reizelektrode gekoppelten Ausgangsverstärkers angeschlossen ist, und daß der Ausgang des gesteuerten Schalters an einer indifferenten Elektrode angeschlossen ist.
Dabei empfiehlt es sich, daß die Steuerkreise ein Differenziergatter und ein Monoflop enthalten, und daß der Ausgang des Impulsgebers über das Differenziergatter am Eingang des Monoflops angeschlossen ist, dessen Ausgang mit dem Eingang des gesteuerten Schalters gekoppelt ist.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen herzschrittmacher-Ausgangsstufe zur Verminderung der Polarisationsspannung an der Herzschrittmacher-Reizelektrode bestehen darin, daß die durch die Polarisationsspannung an der Reizelektrode hervorgerufene Übergangserscheinung auf ungefähr ein Fünftel der ursprünglichen Zeitdauer herabgesetzt wird, was ermöglicht, während einer sehr kurzen Zeit von ungefähr bis 40 ms nach dem Ende des Reizimpulses die Abtastfähigkeit der Reizelektrode zum Ab greifen der spontanen und/oder hervorgerufenen Herzaktion zu erneuern.
Die erfindungsgemäße Herzschrittmacher-Ausgangsstufe wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Herzschrittmacher-Ausgangsstufe zur Verminderung der Polarisationsspannung an der Herzschrittmacher-Reizelektrode; Fig. 2 ein Blockschaltbild von Steuerkreisen mit einem Anschluß an einen gesteuerten Schalter; und Fig. 3 einen Kurvenverlauf des Reizimpulses: a) ohne Benutzung der erfindungsgemäßen Ausgangsstufe - in Vollinie, b) bei Benutzung der erfindungsgemäßen Ausgangsstufe - in Strichlinie.
Die erfindungsgemäße Herzschrittmacher-Ausgangsstufe zur Verminderung der Polarisationsspannung an der Herzschrittmacher-Reizelektrode, siehe Fig. 1, besteht aus einem Impulsgeber 1, dessen Ausgang einerseits am Eingang eines Ausgangsverstärkers 2 und andererseits am Eingang von Steuerkreisen 3 angeschlossen ist. Der Ausgang der Steuerkreise 3 ist am Eingang eines gesteuerten Schalters 4 angeschlossen, an dessen zweitem Eingang der Ausgang des Ausgangsverstärkers 2 angeschlossen ist. Der Ausgang des Ausgangsverstärkers 2 ist außerdem an eine Reizelektrode AE angeschlossen, wobei der Ausgang des gesteuerten Schalters 4 mit einer indifferenten Elektrode IE des Herzschrittmachers angekoppelt ist.
Nach dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel von Fig. 2 enthalten die Steuerkreise 3 ein Derivations- oder Differenziergatter 3a, dessen Ausgang am Eingang eines monostabilen Kreises oder Monoflops 3b angeschlossen ist, dessen Ausgang mit dem Eingang des gesteuerten Schalters 4 gekoppelt ist.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Herzschrittmacher-Ausgangsstufe zur Verminderung der Polarisationsspannung an der Herzschrittmacher-Reizelektrode AE ist aus den Blockschaltbildern in Fig. 1 und 2 ersichtlich. Durch die im Impulsgeber 1 gebildeten Reiz impulse konstanter Frequenz von z. B. 74 Impulse/min, die dem Ausgangsverstärker 2 zugeführt werden, wird ein Kondensator, der die eigentlichen Reizimpulse an der Reizelektrode AE des Herzschrittmachers bildet, ein- und ausgeschaltet. Die Impulse des Impulsgebers 1 werden zugleich dem Eingang der Steuerkreise 3 zugeführt, in denen die logische Verarbeitung bzw. Verknüpfung dieser Impulse durchgeführt wird. Im Differenziergatter der Steuerkreise 3 wird die Differenzierung bzw. Differentiation der Rechteckimpulse durchgeführt, wobei durch deren abfallende Flanke das Monoflop 3b gesteuert wird, das wiederum den gesteuerten Schalter 4 steuert. Nach der Beendigung des Reizimpulses sichern die erfindungsgemäßen Zusatzschaltungen das zeitlich richtige und synchronisierte Ausgangs-Einschalten, was durch die Steuerkreise 3 ermöglicht wird, die den zwischen der Reizelektrode AE und der indifferenten Elektrode IE gekoppelten gesteuerten Schalter 4 steuern. Die eigentlichen Steuerkreise 3 können in verschiedenen Ausführungen benutzt werden.
Der in Vollinie gezeichnete Kurvenverlauf a, siehe Fig. 3, zeigt den Reizimpuls vor dem Benutzen der erfindungsgemäßen Ausgangsstufe, während der in Strichlinie gezeichnete Kurvenverlauf b den Reiz impuls nach dem Benutzen der erfindungsgemäßen Ausgangsstufe darstellt.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausgangsstufe bestehen hauptsächlich darin, daß durch die Herabsetzung der Übergangserscheinungsdauer, nach der Beendigung des Reizimpulses, die Möglichkeit einer augenblicklichen Abtastung der Reizimpulswiedergabe und der Feststellung bzw. Messung der Reizimpulswirkung geschaffen wird. Während der Unwirksamkeit eines Reizimpulses können ein oder zwei Reizimpulse mit höherer Reizenergie abgegeben werden, ohne daß dabei eine Veränderung der Herzschlagfrequenz (Pulsfrequenz) entstünde. Diese M5glichkeit hat eine große Bedeutung beim Bau von gesteuerten Herzschrittmachern, in denen sich die Reizimpulsenergie der Myokardreizschwelle anpaßt. Das Benutzen der erfindungsgemäßen Ausgangsstufe kann bei üblichen Herzschrittmachern ohne komplizierte Anpassungen erfolgen.

Claims

Patentansprüche

Herzschrittmacher-Ausgangsstufe zur Verminderung der Polarisationsspannung an der Herzschrlttmacher-Reizelektrode, mit einem Impulsgeber, dessen Ausgang am Eingang eines Ausgangsverstärkers angeschlossen ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Ausgang des Impulsgebers (1) auch am Eingang von Steuerkreisen (3) angeschlossen ist, deren Ausgang am Eingang eines gesteuerten Schalters (4) angeschlossen ist, an dessen zweitem Eingang der Ausgang des mit der Reizelektrode (AE) gekoppelten Ausgangsverstärkers (2) angeschlossen ist, und daß der Ausgang des gesteuerten Schalters (4) an einer indifferenten Elektrode (IE) angeschlossen ist.
2. Herzschrittmacher-Ausgangsstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkreise (3) ein Differenziergatter (3a) und ein Monoflop (3b) enthalten, und daß der Ausgang des Impulsgebers (1) über das Differenziergatter (3a) am Eingang des Monoflops (3b) angeschlossen ist, dessen Ausgang mit dem Eingang des gesteuerten Schalters 9 gekoppelt ist.