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Die Erfindung betrifft Tachykardie-Regelschrittmacher, uns insbe-
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sondere derartige Schrittmacher, die stimulierende Impulsstöße erzeugen.
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Die Tachykardie ist ein Zustand, bei dem das Herz sehr schnell schlägt,
typischerweise mehr als 150 Schläge pro Minute. Für die Beendigung der Tachykardie
sind mehrere unterschiedliche Schrittmachermodalitäten vorgeschlagen worden. Das
unterliegende Prinzip aller derselben besteht darin, daß dann, wenn ein Schrittmacher
das Herz wenigstens einmal kurz nach einem Herzschlag stimuliert, und zwar vor dem
nächsten natürlich auftreten den Herzschlag mit sehr schneller Rate, das Herz gegebenenfalls
erfolgreich wieder in den Sinusrhythmus zurückkehrt. Die Tachykardie ist oftmals
das Ergebnis einer elektrischen Rückkopplung im Inneren des Herzens, und ein natürlicher
Herzschlag führt zu der Rückkopplung einer elektrischezn Stimulierung, die vorzeitig
einen weiteren Herzschlag auslöst. Durch Zwischenordnung eines stimulierten Herzschlages
wird die Stabilität der Rückkopplungsschleife zerstört. Wie bei herkömmlichn Schrittmachern
können die Elektroden des Tachykardie-Regel schrittmachers atrial oder ventrikular
gekoppelt sein. Wenn auch das Feststellen atrialer Herzschläge und atrialer Stimulierung
bevorzugt sind, kann auch ein ventrikulares Feststellen und Schrittmachen angewandt
werden.
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In der Patentanmeldung der gleichen Anmelderin und des gleichen Anmeldedatums
mit der Bezeichnung Mit zwei Impulsen arbeitender Tachykardie-Regelschrittmacher"
wird ein solcher Schrittmacher beschrieben, der ein en einzigen Impuls oder zwei
Stimulierungen nach jeder Bestätigung des Vorliegens einer Tachykardie bildet.
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Die Verzögerung zwischen dem letzten Herzschlag, der für das Bestetigen
einer Tachykardie angewandt und die erste Stimulierung wird als die anfängliche
Verzögerung bezeichnet und das Intervall zwischen der ersten Stimulierung und der
zweiten Stimulierung (wenn eine zweite Stimulierung erzeugt wird) wird als das "gekoppelte
Intervall" bezeichnet. Bei diesem Herzschrittmacher kann der Arzt maximale Werte
für die anfängliche Verzögerung und das gekoppelte Intervall programmieren. Der
Schrittmacher tastet automatisch sowohl die anfängliche Verzögerung als auch das
gekoppelte Intervall während aufeinanderfolgender Zyklen ab, und
bei
beiden Abtastsequenzen liegen 15 Dekremente mit 6 Millisekunden vor. Das Gesamtergebnis
besteht darin, daß bis zu 256 unterschiedliche, zeitlich abgestimmte Stimulierungspaare
erzeugt werden können, um eine Tachykardie zu beendigen.
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Die Schwierigkeit bei der Tachykardie-Regelung besteht darin, daß
gewöhnlicherweise keine Möglichkeit gegeben, genau zu wissen, wann ein Stimulierungsimpuls
beaufschlagt werden sollte. Ein oder mehrere Impulse sollten kurz nach einem Herzschlag
und vor dem tritt punkt beaufschlagt werden, bei dem der nächste vorzeitige Schlag
ansonsten auftreten würde, aber üblicherweise gibt es keine Möglichkeit genau zu
wissen, wanndie Impulse erzeugt werden sollten.
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Als eine Alternative zu dieser Art der Regelung ist vorgeschlagen
worden, einen einzigen Impuls nach dem letzten Herzschlag bei der Bestätigung des
Vorliegens einer Tachykardie zu beaufschlagen, der in Beziehung zu der Herzschlagrate
steht. Indem der erzeugte einzige Impuls in Beziehung gesetzt wird zu der tatsSchlichen
Rate, mit der das Herz schlägt, ist es wahrscheinlicher, daß der erzeugte einzige
Impuls die Tachykardie beendet. Trotzdem wurde gefunden, daß eine derartige nur
mit einem einzigen Impuls arbeitende Verfahrensweise nicht maximal wirksam ist.
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Es ist eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eine wirksamere
Impulsstimulierungswequenz für das Beendigen einer Tachykardie zu schaffen, undzwar
eine Sequenz, die in Beziehung steht zu der Rate der Herzschläge bei der Tachykardie.
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Erfindungsgemäß wird ein Stoß von wenigstens drei Impulsen im Anschluß
nach jeder Bestätigung des Vorliegens einer Tachykardie erzeugt. Die Zeitintervalle
zwischen den Impulsen nehmen ab und somit nimmt die Impulsrate kontinuierlich zu,
und die Gesamtsequenz wird genauer als ein Gezirpe Dezeichnet, da deren RAte kontinuierlich
zunimmt. Die aufeinanderfolgenden Zeitintervalle zwischen den Impulsen nehmen um
das gleiche unveränderliche Dekrement ab. Diese Art der Zunahme der Impulsrate während
eines einzigen Arbeitszyklus wurde als wirksam festgestellt fUr ein Einregulieren
der Tachykardie und die Beschleunigung des Schrittmachers über einen kurzen Intervall
führt zu einer Stimulierung bei unterschiedlichen Phasen eines Tachykardiezyklus
und somit
einer größeren Wahrscheinlichkeit des ERzeugens eines
Impeulses zum richtigen Zeitpunkt. Von größter Bedeutung ist die Tatsache, daß das
anfängliche Zeitintervall zwischen dem letzten für das Bestätigen der Tachykardie
angewandten Herzschlages und dem ersten Impuls der Sequenz in Beziehung zu der Rate
der Herzschläge und gleich der Herzschlagrate abzüglich des nicht veränderlichen
Dekrementes ist.
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Es sei z.B. angenommen, daß während einer speziellen Tachykardie das
Herz mit Intervallen von 300 Millisekunden schlägt. Wenn das unveränderliche Dekrement
sich auf 10 Millisekunden beläuft, wird der erste erzeugte Impuls 290 Millisekunden
nach dem letzten Herzschlag der Tachykardie eintreten. Der nächste zu erzeugende
Impuls wird 280 Millisekunden später, usw. erzeugt. Es wird eine vorherbestimmte
Anzahl Impulse erzeugt. Sollte jedoch die Anzahl der erzeugten Impulse, des ünveränderliche
Dekrement und die anfängliche Herzschlagrate dergestalt sein, daß die Zeitintervalle
zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen in Richtung auf das Ende der Sequenz ansonsten
unter einem minimalen "sicheren" Wert fallen (dies könnte zu einer Fibrillation
fUhren) werden die letzten Impulse der Sequenz mit einer unveränderlichen Rate oberhalb
des kleinsten sicheren Wertes erzeugt. Somit wird bei der hier erläuterten erfindungsgemäßen
Ausführungsform die gleiche Anzahl an Impulsen stets während jedes Arbeitszyklus
erzeugt, obgleich die Impulse zu Ende des Zyklus mit einer unveränderlichen maximalen
Rate erzeugt werden können, sollte das aufeinanderfolgende Dekrementieren der Zeitintervalle
zwischen den Impulsen in Impulsen resultieren, die mit einer zu schnellen Rate erzeugt
werden (ein typisches kleinstes Interimpulsintervall beläuft sich auf 200 Millisekunden,
ein unveränderliches Dekrement von 5 oder 10 Millisekunden ist bevorzugt und es
wird das Erzeugen einer vorherbestimmten Anzahl von Impulsen in dem Bereich von
10 bis 20 in Betracht gezogen. Wahlweise können anstelle eines Erzeugens einer festgelegten
Anzahl vonlmpulsen die Impulse so gestaltet werden, daß dieselben aufhören,nachdem
sie über eine vorherbestimmte Zeitspanne hin erzeugt worden sind).
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestell
tnd wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 und 2 bei Anordnung nebeneinander
eine erfindungsgemäße Ausführungsform; Der Schrittmacher weist ein Paar Elektroden
auf, wobei die indifferente Elektrode durch das Bezugszeichen 16 und die stimulierende
Elektrode durch das Bezugszeichen 14 wiedergegeben ist.
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Die Ausgangsstufe 18 ist ein herkömmlicher Herzpulsierer, der einen
Impuls auf die stimulierende Elektrode jeweils dann beaufschlagt, wenn ein Triggerimpuls
an dem Eingang auftritt. Die Eingangsstufe 20 und der Komperator 22 sind ebenfalls
herkömmliche Herzschrittmacherschaltungen und dieselben dienen dazu, Herzschläge
festzustellen, wobei jeder Herzschlag dazu führt, daß der Ausgang des Komperators
22 hoch gepulst wird.
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Die Zeitausrüstung besteht aus einem Zähler/Zeitgeber 30, der durch
den Zeitgeber 36 gesteuertwird. Wie weiter unten erläutert, führt jeder festgestellte
Herzschlag zu einem Zurückstellen des Zähler/Zeitgebers. Innerhalb einer 100 Millisekunden
Refraktärperiode nach jedem Herzschlag wird jedes durch die Eingangsstufe 20 festgestellte
Signal ignoriert und dies ist die herkömmliche Herzschrittmacherarbeitsweise, die
mehrfache Feststellungen des gleichen Herzschlages verhindert. Der Flip-Flop 10
setzt das Tor 12 eine Zeitspanne von 100 Millisekunden nach jedem Feststellen eines
Herzschlages außer Funktion.
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Der gleiche Impuls am Ausgang des Tors 64, der den Zähler/Zeitgeber
30 zurückstellt, stellt ebenfalls, wie weiter unten erlautet, den Flip-Flop 10 zurück.
Somit führt Jeder festgestelltn Herzschlag zu einem Zurückstellen des Flip-Flop,
wobei der Q-Ausgang auf ein niedriges Potential geht unter Außerfunktionsetzen desTors
12. Nachdem der Zahler/Zeitgeber nunmehr zurückgestellt ist, beginnt derselbe nach
oben zu zählen.#ach Verstreichen von 100 Millisekunden geht der QN-Ausgang des Zählers/Zeitgebers
auf ein hohes Potential. Der Flip-Flop 10 ist nunmehr getaktet und da auf dessen
D-Eingang ein hohes Potential beaufschlagt wird, geht der Q-Ausgang auf ein hohes
Potential und das Tor 12 wird wiederum in Funktion gesetzt.
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Sobald der Ausgang des T ors 60 zum ersten Mal auf ein hohes Potential
geht bei Feststellen jedes Herzschlages, wie weiter unten erläutert, geht der Ausgang
des Impulsformers 38 momentan nach einer kurzen Verzögerung auf ein niedriges Potential.
Wenn jedoch der Ausgang des Tors 60 zunächst auf ein hohes Potential geht, steht
der Ausgang des Impulsformers 38 unter einem hohen Potential, und der Eingang des
Tors 42 wird in Arbeitslage geschaltet. Der QN-Ausgang des die Tachykardie feststellenden
Zähler 46 befindet sich normalerweise bei einem niedrigen Potential, und dasselbe
wird auf einen der invertierenden Eingänge des Tors 42 beaufschlagt, so daß ein
zweiter Eingang des Tors normalerweise in Arbeitslage geschaltet wird. Die Impulse
an dem Ausgang des Tors 12 werden auf einen dritten, nicht invertierenden Eingang
des Tors 42 beauf schlagt. Somit führt jeder festgestellte Herzschlag dazu, daß
der Ausgang des Tors 42 auf ein hohes Potential geht, unter der Voraussetzung, daß
der invertierende Eingang des Tors 42,# der mit dem Ausgang des Tors 34 verbunden
ist, sich zu diesem Zeitpunkt bei einem niedrigen Potential befindet.
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Wenn jedoch das Herz in einem Sinusrhythmus schlägt, geht der Ausgang
des Tors 34 auf ein hohes Potential und die Herzschläge führen nicht dazu, daß der
Ausgang des Tors 42 hochgepulst wird.
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Es liegen zwei Eingänge des Komperators 42 vor. Die B-Eingangssignale
werden durch das Tachykardie-Fensterregister. 92 ausgebildet. Dieses Register mit
drei Zustandsausgänqen wird normalerweise durch das niedrige Potential an dem QN-Ausgang
des Tachykardie-Fests-tellzählers 46 in Arbeitslage geschaltet. tDie drei Zustandsausgänge
des Addierers 76 haben keine Wirkung auf die B-Eingangssignale des Komperators 42-
zu diesem Zeitpunkt, da die Addiererausgänge durch das niedrige Potential an dem
QN-Ausgang des Zählers 46 außer Funktion gesetzt sind). Das Register 92 enthält
einen Zählwert, der den kleinsten zeitlichen Abstand zwischen normalen Herzschlägen,
typischerweise 350 Millisekunden, wiedergibt. Lediglich wenn Herzschläge mit größerer
Geschwindigkeit auftreten, werden dieselben als Teil einer Tachykardie- betrachtet
(unter der Voraussetzung, daß eine kleinste Anzahl derartiger Impulse-aufeinanderfolgend
festgestellt wird). Die Ausgangssignale des Tachykardie-Fensters werden auf die
B-Einsånge des Komperators 32 beaufschlagt. Die weiteren Eingänge, die A-Eingänge
werden durch die Ausgänge des Zähler/Zeitgebers 30 geregelt.
Unter
der Voraussetzung, daß das Herz in einem Sinus-Rhythmus schlägt, wird der Zähler/Zeitgeber
30auf einen größeren Wert als denjenigen gezählt haben, der durch das Register 92
wieder^ gegeben wird, wenn ein Herzschlag festgestellt wird. Obgleich das Tor 12
dergestalt arbeitet, daß das Feststellen eines Herzschlages angezeigt wird, wird
somit einer der A=B oder A>B (üblicherweise der letztere Fall) Ausgänge des Komperators
32 bei einem hohen Potential sein, und der Ausgang des Tors 34 wird bei einem hohen
Potential sein, unter Außerfunktionsetzen des Tors 42. Solange das Herz in normalerWeise
schlägt, wird somit der Ausgang des Tors 42 nicht Impulse abgeben. Jeder Herzschlag
führt einfach zu einem ZurücksteLlen des Zähler/Zeitgebers und des Flip-Flops 10.
Da der QN-Ausgang des Zählers 46 sich unter einem niedrigen Potential befindet unter
Schalten des Tors 60 in die Arbeitslage, wird jeder Impuls an dem Ausgang des Tors
12 durch das Tor 60, das Verzögerungselement 62 und das OR-Tor 64 geführt unter
Zurückstellen des Flip-Flop und des Zähler/Zeitgebers.
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Sollte jedoch das Herz mit einer Rate schlagen, die ausreichend schnell
ist, um als ein Teil einer Tachykardie bewertet zu werden, wird in Abhängigkeit
von dem in dem Register 92 gespeicherten Wert, wen#n das Tor 12 arbeitet, der Zähler/Zeitgeber
nicht bis zu dem Wert hochgezählt haben, der in dem Register 92 vorliegt.
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Somit werden die B-Eingänge des Komperators einen größeren Wett als
die A-Eingänge aufweisen und beide Komperatorausgänge werden unter einem niedrigen
Potential stehen. Nachdem der Ausgang des Tors 34 sich bei einem niedrigen Potential
befindet, wird der entsprechende Eingang des Tors 42 in Arbeitsfunktion gebracht
und der Torausgang steht unter einem hohen Potential, wenn ein Herzschlag festgestellt
wird. Nach einer kurzen durch das Verzöerungselement 44 eingeführten Verzögerung
wirdder Zählwert in dem Zähler 46 inkrementiert. Dies ist der Zähler, der für das
Feststellen einer vorherbestimmten Anzahl aufeinanderfolgender Herzschläge angewandt
wird, die alle mit einer größeren Rate eintreten als sie durch das Tachykardie-Fensterregister
92 wiedergegeben ist. In typischer Weise müssen wenigstens fünf derartige
aufeinanderfolgende
schnelle Herzschläge festgestellt werden, bevor eine Tachykardie bestätigt wird,
und zu diesem Zeitpunkt geht der QN -Ausgang des Zählers 46 auf ein hohes Potential
unter Regeln des Impulserzeugungszyklus.
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Der Grund für das Vorsehen des Verzögerungselementes 44 besteht darin,
daß dann, wenn der QN-Ausgang des Zählers 46 auf ein hohes Potential geht, das Tor
60 außer Funktion gesetzt wird und dessen Ausgang auf ein niedriges Potential geht.
Somit würde der Impuls an dem Ausgang des Tors 60, der von dem Impuls an dem Ausgang
des Tors abgeleitet wird, enden, sobald der Q-Ausgang des Zählers 4G auf ein hohes
Potential geht. Damit der Impuls nicht vorzeitig endet, da derselbe andere Funktionen
auszuführen hat, ist das Verzögerungselement 44 vorgesehen, wodurch das Tor 60 daran
gehindert wird, außer Funktion gesetzt zu werden bis der Impuls an dem Ausgang des
Tors 12 geendet hat. Es ist zu beachten, daß dann, wenn immer der Ausgang des Tors
60 bei Feststellen eines Herzschlages auf einen hohen Potentialwert geht, der Ausgang
des Impulsformers 38 momentan auf einen niedrigen Wert geht. Während normale Herzschläge
festgestellt werden, stehen die A-Eingänge des Komperators 32 unter einem höheren
Wert als die B-Eingänge, wenn der Ausgang des Tors 12 auf einen hohen Potentialwert
geht; da der Ausgang des Tors 37 somit unter einem hohen Potentialwert steht, arbeitet
das Tor 42 nicht. Der positive Impuls an dem Ausgang des Tors 60 führt jedoch zu
einem Zurückstellen des Zählers/Zeitgebers 30 und zu diesem Zeitpunkt fallen die
A=B und A>B Ausgänge des Komperators beide ab. Das Zurückstellen des Zählers/Zeitgebers
kann somit dazu führen, daß der Impuls an dem Ausgang des Tors 12 durch das Tor
42 übertragen wird selbst für einen Herzschlag mit Sinusrhythmus. Um dies zu verhindern,
erzeugt der Impulsformer 38 einen kurzen negativen Impuls, nachdem der Ausgang des
Tors 60 zunächst auf ein hohes Potential geht. Zu dem Zeitpunkt, bei dem die Ausgänge
des Zählers/ Zeitgebers 30 einen Wert von O aufgrund des Zurückstellens durch das
Tor 64 wiedergeben, befindet sich der Ausgang des Impuls formers 38 bei einem niedrigen
Potential, so daß das Tor 42 nicht arbeiten kann. Zu dem Zeitpunkt, bei dem der
Ausgang des Impulsformers
38 wiederum auf ein hohes Potential
geht, befindet sich der Ausgang des Tors 12 bei einem niedrigen Potential. Damit
das Tor 42 bei Feststellen schneller Herzschläge arbeitet, geht der Ausgang des
Impulsformers 38 nicht sofort auf ein niedriges Potential, wenn der Ausgang des
Tors 60 auf ein hohes Potential geht.
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Es erfolgt eine geringfügige Verzögerung, so daß der Impuls an dem
Ausgang des Tors 12 durch das Tor 42 übertragen werden kann, sollte der Ausgang
des Tors 34 sich bei einem niedrigen Potential befinden, wenn ein Herzschlag festgestellt
wird. Somit geht der Ausgang des Impulsformers 38 auf ein niedriges Potential lediglich
nachdem der Impuls an dem Ausgang des Tors 12 die Ausgänge der Tore 60 und 42 geregelt
hat. Das Ausgangssignal des Impulsformers verhindert sodann ein fehlerhaftes Arbeiten,
das sich aneonsten ergeben kann aufgrund des Zurückstellens des Zählers/Zeitgebers
30.
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Es ist erforderlich, den Zählwert in dem Zähler/Zeitgeber 40 zu speichern,
der das letzte Zwischenschlagintervall wiedervibt, da dieser Zählwert die Rate wiedergibt,
mit der die tterzschl't4ge pintreten, und die Herzschlagrate wird für das Regeln
der anf#nglichen Rate angewandt, bei der die stimulierenden Impulse erzeugt werden.
Jeder postive Impuls, der an dem Ausgang des Tors 60 auftritt, wird durch das Tor
74 geführt und setzt den Eingang R-R Sperre 72. in Arbeitsfunktion. Diese Sperre
wird fürdas Speichern des Zählwertes in dem Zähler/Zeitgeber 30 angewandt. (Die
Terminologie R-R Sperre wird hier angewandt, um auf die Tatsache hinzuweisen, daß
das was gespeichert ist, ein Zählwert ist, der dem Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden
R-Wellen entspricht, obgleich bei Verbindung der stimulierenden Elektrode mit dein
Atrium des Patienten sich dann eigentlich um das Intervall zwischen P-Wellen handelt,
das gespeichert ist). Der gleiche Impuls an dem Ausgang des Tors 60 wird auf den
Sh "Wähle Ar Eingang des Multiplexers 70 geführt. Wenn dieser Eingang unter einem
hohem Impuls steht, überführt der Multiplexer seinen Satz von Eingangssignalen zu
Ausgangssignalen, die den Eingängen der R-R Sperre zugeführt werden. Somit wird
der letzte Zählwert in dem Zähler/Zeitgeber 30 durch den Multiplexer geführt und
in der R-R-Sperre gespeichert.
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Jeder Impuls an dem Ausgang des Tors 12 wird im Anschluß an das reststellen
eines Herzschlages durch das Tor 60 vor einem Bestätigen eines Vorliegens einer
Tachykardie geführt, um somit den Ausgang des Tors 60 auf ein hohes Potential zu
führen. Nach einer durch das Verzögerungselement 62 eingeführten Verzögerung wird
der Impuls durch das ODER Tor 64 geführt unter Zurückstellen des Zählers/Zeitgbers
30 und Flip-Flop 10. Dieses Zurückstellen erfolgt solange normale Herzschläge festgestellt
werden und während der Zähler 46 die Anzahl der schnellen Schläge zählt, die das
Vorliegen einer Tachykardie bestätigen. Der letzte Herzschlag in diesem Bestätigungszyklus
für die Tachykardie führt dazu, daß das Tor 60 außer Funktion gesetzt wird, wenn
der QN-Ausgang des Zählers 46 auf ein hohes Potential geht. Dieser letzte Herzschlag
führt jedoch dazu, daßder Ausgang des Tors 60 auf ein hohes Potential geht und das
Riickstellen des Zählers/ Zeitgebers 30 erfolgt in der üblichen Weise. Der Zählwert
in dem Zähler/Zeitgeber 30 muß durch den Multiplexer 70 überführt und in der Sperre
72 gesperrt werden, bevor der Zähler/Zeitgeber zurückgestellt wird. Das ist der
Grund für das Vorsehen des Verzögerungselementes 62, und der Zähler/Zeitgeber wird
nicht zurückgestellt bis eine ausreichende Zeitspanne verflossen ist, die es ermöglicht
den Zählwert in der Sperre 72 zu speichern.
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Es ist zu beachten, daß jeweils dann, wenn das Zeittor 12 arbei--tet,
und zwar solange das Tor 60 durch den Zähler 46 in der Arbeitsfunktion gehalten
wird, der Zählwert in dem Zähler/Zeitgeber 30 in der Sperre 72 gespeichert wird,
da der Ausgang des Tors 60 auf einen hohen Potentialwert während des Feststellens
eines normalen Herzschlages und während des Feststellens von Herzschlägen geht,
die einer Tachykardie entsprechen, und zwar bis die vorherbestimmte Anzahl derartiger
Herzschläge festgestellt und das Tor 60 außer Funktion gesetzt ist. Das aufeinanderfolgende
Speichern der Zählwerte in der Sperre 72 beeinflußt jedoch nicht das Arbeiten des
Systems. Was von Wichtigkeit ist, ist die Abgabe des Sperreninhaltes an den Addierer
76, und dies wird durch Betätigen des Tors 78 geregelt. Immer wenn der Ausgang des
Tors auf einen hohen Potentialwert geht und den C/A-Eingang des Addierers 76 pulst,
wird der Zählwert in der Sperre 72
an den Addierer 76 abgegeben,
und der Inhalt des Dekrementregisters 90 hierzu in dem Addierer addiert. Das Dekrementregister
entha#lt eine Zweikomplement-Wiedergabe des unveränderlichen D#krementes, das aufeinanderfolgende
Zeitintervalle kennzeichnet, die die Stimulierungsimpulse trennen. Somit arbeitet
der Addierer eigentlich als ein Subtrahierer, und sobald dieses Tor 78 zum ersten
Mal arbeitet, ist der an den Ausgängen des Addierers wiedernge-!zeneWert gleich
dem letzten Zählwert des Zählers/Zeitgebers 30 abzüglich des unveränderlichen Dekrementes.
Der Q-Ausganq des Flip-Flop 84 weist normalerweise ein niedriges Potential auf,
sie weiter unten erläutert, ;wodurch ein Eingang des Tors 78 in Arbeitsfunktion
gebracht wird. Sobald der QN-Ausgang des Zählers 46 auf ein hohes Potential geht
unter Anzeigen einer Bestätigung des Vorliegens einer Tachykardie erzeugt der Impuisformer
98 einen kurzes positives Impuls, wie in der Zeichnung angegeben. Dieser Impuls
wird durch das ODER-Tor 88 zu dem anderen Eingang des Tors 78 überführt unter Regeln
des ersten Arbeitens des Addierers 76.
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Es wurde insoweit angenommen, daß der Zähler 46 fünf schnelle Herzschläge
in Aufeinanderfolge zählt, und jeder Schlag führt zu einem Zählwert in dem Z#hler/Zeitgeber
30, der kleiner als der durch das Register 92 wiedergegebene Zählwert ist. Sollte
jedoch irgendein Herzschlag nach dem vorangehenden Herzschlag mit einem Zwischenschlagintervall
auftreten, das über demjenigen liegt, das durch das Register 92 wiedergegeben ist,
wird der Bestätigungszyklus für das Vorliegen einer Tachykardie abgebrochen und
der Zähler 46 zurUckgestellt. In einem derartigen Fall steht der A>B Ausgang
des llomperators 32 unter einem hohen Potential, wenn der Herzschlag festgestellt
wird, und somit der Eingang des Tors 66 in Arbeitsfunktion gebracht. Ein weiterer
Eingang des Tors 66 ist mit dem Ausgang des Tors 60 verbunden, das dann auf ein
hohes Potential geht, wenn der Herzschlag festgestellt wird (bis zu dem Zeitpunkt,
bei dem das Vorliegen einer Tachykardie bestätigt wird und das Tor durch den QN-Ausgang
des Zählers 46 außer Funktion gesetzt wird), und der dritte Eingang des Tors 66
steht in Verbindung mit dem Ausgang des Impulsformers 38, der unter einem hohen
Potential verbleibt, wenn der Ausgang des Tors 60 zum ersten Nal auf einen hohen
Potentialwert geht. Der Ausgang des Tors 66 wird somit auf
ein
hohes Potential gebracht und der Impuls wird durch das Tor 48 unter Zurückstellen
des Zählers 46 übertragen. Der Impuls an dem Ausgang des Tors 48 stellt ebenfalls
den Flip-Flop 84 zurück. Aus diesem Grund steht der Q-Ausgang des Flip-Flops unter
einem niedrigen Potential, wie ursprünglich weiter oben angenommen. Es wird jeder
normale Herzschlag, selbst ein Herzschlag, der auftritt während eine Anzahl voreiliger
Herzschläge gezählt worden ist (aber weniger als die Zahl, die den Zustand einer
Tachykardie bestätigt) führt zu einem Zurückstellen des Zählers 46 und des Flip-Flop
84.
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Sobald das Vorliegen einer Tachykardie bestätigt ist, bleibt der Ausgang
des Tors 60 bei einem niedrigen Potential. Der SA-Eingang des Multiplexers 70 verbleibt
somit bei einem niedrigen Potential und der Zählwert in dem Zähler/Zeitgeber 30
wird nicht mehr auf die Sperre 72 durch den Multiplexer übertragen. In ähnlicher
Weise kann der Zähler/Zeitgeber 30 nicht mehr durch Impulse an dem Ausgang des Tors
60 zurückgestellt werden, die Herzschläge wiedergeben. Diese Impulse werden durch
das Verzögerungselement 62 und das ODER-Tor 64 nur übertragen, bevor der Zähler
46 das Vorliegen einer Tachykardie bestätigt #at. Sobald eine Tachykardie bestätigt
worden ist, geht der QN-Ausgang des Zählers auf ein hohes Potential anter Außerfunktionsetzen
desTors 60. Weder kann das Tor 66 das Zurückstellen des Zählers regeln, da der Ausgang
des Tors 60 sich bei einem niedrigen Potential befindet und zu einem Außerfunktionsetzen
führt. Wie weiter unten beschrieben, wird der Zähler 46 nur zurückgestellt, nachdem
die vorher bestimmte Anzahl an Impulsen abgegeben worden ist.
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Diese Anzahl wird durch den Arzt zuvor eingestellt. Der voreinstellbare
Zahler 54 ist mit Vorstelleingängen versehen, die das Speichern eines Wertes in
dem Zähler regeln immer, wenn der (PR) Vorstelleingang pulsiert wird. Der Impulsformer
98 pulsiert den PR Eingang, wenn der QN-Ausgang des Zählers 46 zum ersten Mal auf
einen hohen Potentialwert geht im Anschluß an die Tachykardie-Estätigung. Der zuvor
eingestellte Wert in dem Zähler ist nicht die Anzahl der bei jedem Gezirpe zu erzeugenden
Impulse, sondern vielmehr das liomplemer.t dieser Zahl relativ zu 20.
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Der Zahler 54 in-krementiert seinen Zählwert immer wenn dessen
Takgebereingang
hochgepulst wird. Wenn ein maximaler Zählwert von 20 erreicht ist, geht der Q-Ausgang
des Zählers auf einen hohen Potentialwert und beendigt die Impulssequenz. Wenn somit
z.I3.
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15 Impulse bei jedem Gezirpe erzeugt werden sollen, würden die Vorstelleingänge
an Potentiale gebunden sein, die die Voreinstellung des Zählers auf einen Zählwert
von 5regeln. Es sind somit 15 stimulierende Impulse erforderlich, bevor der Q#-Ausgang
des Zählers auf einen hohen Potentialwert geht unter Beendender Pulsierungssequenz.
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Der Komperator 32 arbeitet nicht länger dergestalt, daß der Zählwert
in dem Zähler/Zeitgeber 30 mit den in dem Register 92 gespeicherten Werten verglichen
wird. Dies liegt daran, iseil das Register nunmehr außer Funktion gesetzt ist, da
dessen iN-Eingang bei einem hohen Potential befindet, da der QN-Ausgang des Zählers
46 sich bei einem hohen Potential befindet. Die Ausgänge des Registers 92 befinden
sich in einem Dreierzustand, so daß dieselben keine Wirkung auf den Gesamtbetrieb
des Systems haben. Der or#erator32 arbeitet nun dergestalt, daß der Zählwert in
dem Zähler/ Zeitgeber 30 an den A-Eingängen mit dem in dem Addierer 76 gespeicherten
Wert verglichen werden, wobei der letztere auf die B-Eingänge des Komperators beaufschlagt
wird. Wie weiter oben ausgeführt, ist der in dem Addierer 76 vorliegende anfängliche
Wert das letzte R-R-Intervall abzüglich des durch das Register 90 wiedergegebenen
unveränderlichen Dekrementes.
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Der letzte Herzschlag, und zwar derjenige der zu dem BestAtiqen einer
Tachykardie führt, stellt den Zähler/Zeitgeber 30 in der üblichen Weise zurück.
Der Zähler beginnt sodann wiederum unter der Regelung des Taktgebers 36 zu zählen.
Wenn der Zählwert gleich dem Wert ist, der an den Ausgängen des Addierers 76 wiedergegeben
ist, geht der A=B Ausgang des Komperators 32 auf einen hohen Potentialwert. Dies
führt dazu, daß ein Eingang des Tors 54 auf einen hohen Potentialwert geht. Der
invertierte Eingang des Tors wird normalerweise durch den QN-Ausgang des Zählers
54 in Arbeitsfunktion gebracht, der sich nunmehr bei einem niedrigen Potentialwert
befindet bis die zuvor eingestellte Anzahl an Impulsen erzeugt worden ist. Ein dritter
Eingang des Tors 54 ist mit dem Ausgang des Impulsformers 38 verbunden, der bei
einen
hohen Potential verbleibt, da dessen Ausgang niedrig gepulst
ist lediglcih weil der Ausgang des Tors 60 auf einen hohen Potentialwert geht und
der Ausgang des Tors 60 wird bei einem niedrigen Potentialwert während der Impulserzeugungsequenz
gehalten. Der vierte Eingang des Tors 54 ist mit dem QN-Ausgang des Zählers 46 verbunden,
der sich unter einem hohen Potential während der Impulserzeugungssequenz befindet.
Somit geht der Ausgang des Tors 54 immer dann auf ein hohes Potential, wenn der
Komperator 32 feststellt, daß der Zählwert in dem Zähler/Zeitgeber 30 gleich dem
Wert ist, der in dem Addierer 76 wiedergegeben ist.
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Wenn der Ausgang des Tors 54 auf einen hohen Potentialwert-geht, erzeugt
der Impulsformer 94 an seinem Ausgang einen positiven Impuls. Dieser Impuls wird
auf dem SB ("Auswähle B"> Eingang des Multiplexers 70 beaufschlagt, der somit
seine B-Eingangssignale den Ausgängen zuführt, die mit der R-R Sperre 72 in Verbindung
stehen. Der gleiche Impuls wird durch das Tor 74 geführt unter Infunktionsetzen
des Einangs der Sperre. Somit wird der in dem Addierer 76 gespeicherte Wert zu der
Sperre Uberführt. Kurz danach erzeugt das Verzögerungselement 96 einen positiven
Impuls an dessen Ausgang (die Verzögerung ist vorgesehen, um zunächst den Sperrvorgang
abzuschließen). Dieser Impuls regelt vier Funktionen.
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Erstens wird der Impuls auf den Eingang der Ausgangsstufe 18 beauf
schlagt, so daß ein Stimulierungsimpuls erzeugt wird. Zweitens wird der Impuls auf
einen Eingang des Tors 64 beaufschlagt unter Zurückstellen des Zählers/Zeitgebers
30, so daß ein weiterer Zeitgeberzyklus beginnen kann. Drittens wird der Impuls
aufden Taktgebereingang des Zählers 54 unter Inkrementieren dessen Zahl wertes beaufschlagt.
Viertens wird der Impuls durch das ODER-Tor 88 und das Tor 78 zu dem C/A-Eingang
des Addierers 76 geführt.
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Der vorherige Inhalt des Addierers, der nunmehr in der Sperre 72 vorliegt,
wird erneut in dem Addierer gespeichert und um den Wert des in dem REgister 90 vorliegenden
unveränderlichen Dekrementes verringert. Der Addierer 76 gibt nunmehr das nächste
erforderliche Interimpulszeitintervall wieder. Der Zeitgeberzyklus beginnt von Neuem,
und wenn der A=B Ausgang des Komperators 32
auf einen hohen Potentialtert
geht, wird ein weiterer Stimulierungsimpuls erzeugt.
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Sobald der letzte Impuls in der Sequenz erzeugt worden ist, geht der
QN-Ausgang des Zählers 54 auf ein hohes Potential. tiierdurch wird das Tor 54 außer
Funktion gesetzt, so daß eine stimulierenden Impulse mehr erzeugt werden. Der Impulsformer
52 erzeugt nun einen kurzen Impuls, der durch das ODER-Tor 48 an dem Rückstelleingang
des Zählers 46 geführt wird. Der Ausgang des Zählers geht wiederum zu einem niedrigen
Potential und setzt das Tor 60 in Arbeitsfunktion. Das System nimmt an, daß die
Tachykardie beendet worden ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der Zähler 46
fünf schnelle Schläge zählen und es wird sich ein weiterer Zyklus der Impulserzeugung
ergeben. Dis zu einem Zeitpunkt, bei dem eine Tachykardie wiederum bestätigt wird,
verbleibt der QN-Ausgang des Zählers 54 bei einem hohen Potential unter Außerfunktionsetzen
des Tors 54. Nur wenn der QR Ausgang des Zählers 46 auf ein hohes Potential geht
unter Anzeigen einer Bestätigung, daß Tachykardie vorliegt, regelt der Impulsformer
98 die Voreinstellung des Zählers 54 und das erneute Infunktionsetzen des Tors 54.
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Normalerweise iSt der Flip-Flop 84 zurückgestellt. Jeder Betrieb des
Tors 48 führt zu einem Zurückstellen des Flip-Flop. Wenn der Flip-Flop zurückgestellt
ist, befindet sich der Q-Ausgang bei niedrigen Potential, so daß das Tor 78 in der
oben beschriebenen Weise arbeitet. Lediglich, wenn das Tor 86 arbeitet unter Takten
des Flip-Flop geht der Q-Ausgang auf ein hohes Potential unter Außerfunktionsetzen
des Tors 78, da der D-Eingang des Flin-Flop an einem positiven Potential liegt.
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Das Minimum-Verzögerungsregister 112 enthält einen Zählwert, der die
maximale sichere Pulsierungsrate wiedergibt. In dem Fall der ventrikularen Stimulierung
enthält das Register 112 einen Zählwert, der einem minimalen Interpulsintervall
von 220 rlillisekunden entspricht, und in dem Fall der atrialen Stimulierung enthält
dasselbe einen Zählwert, das einen minimalen Interpulsintervall von 180 Millisekunden
wiedergibt. Der Inhalt des Addierers 76 gibt das Interpulsintervall wieder, das
zu jedem beliebigen Zeitpunkt der Zeitspanne während einer Impuls sequenz geregelt
werden
soll. Solange das zu regelnde Interpulsintervall größer
als der kleinste sichere Wert ist, geben die A-Eingänge des Komperators 110 einen
Wert wieder, der kleiner als der an den B-Eingängen wiedergegebene Wert ist, und
A>B Ausgang des Komperators befindet sich bei einem niedrigen Potential. Somit
verbleibt der Ausgang des Tors 86 bei einem niedrigen Potentialwert und der Flip-Flop
84 verbleibt zurückgestellt. Wenn jedoch das in dem Addierer 76 wiedergegebene Zeitintervall
kleiner als der minimale Wert ist, geht der A>B-Ausgang auf ein hohes Potential,
wodurch der Eingang des Tors 86 in Arbeitsfunktion gebracht wird. Der andere Eingang
des Tors ist mit dem Ausgang des Impulsformers 38 verbunden, der normalerweise unter
einem hohen Potential steht. (Der Impulsformer tY ist vorgesehen, um fehlerhaftes
Arbeiten der verschiedenen Tor zu verhindern, das sich ergibt aufgrund der Komperatoren
32 und 110, die ansonsten in einer unbestimmten 51eise arbeiten, wenn der Zähler/Zeitgeber
30 zurückgestellt ist oder der Addierer 76 seinen Zählwert verändert hat). Sobald
der Ausgang des Tors 86 auf ein hohes Potential geht unter Takten des Flip-Flop
64 geht der Q-Ausgang auf ein niedriges Potential. Das System arbeitet weiter in
der oben beschriebenen Weise, jedoch wird der C/A-Eingang des Addierers 76 nicht
mehr pulsiert, wenn ein Stimulierungsimpuls erzeugt wird. Somit hält der Addierer
76 den letzten Interpulszeitwert zurück bevor der Ausgang des Komperators 110 auf
ein hohes Potential geht. Die letzten Impulse in der voreingestellten Anzahl der
Impulse, wie durch den Zähler S4 bestimmt, .erden mit der gleichen Rate erzeugt,
d.h. mit dem letzten Interpulsintervall, das sich anhand der letzten Dekrementierung
des zählwerts in dem Addierer 76 ergab. (Ein Intervall, das sich über den kleinsten
sicheren Wert befindet).
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Es ist zu beachten, daß dann, wenn das Register 92 und nicht der Addierer
76 in Arbeitsfunktion gebracht wird, vor dem Bestätigen des Vorliegens einer Tachykardie
die Ausgangssignale des Registers 92 auf den P-Eingänge des Komperators 110 beaufschlagt
werden. Dies ist jedoch ohne Bedeutung, da das Register 92 einen Zwischenschlagintervall
wiedergibt, der für das Feststellen der Tachykardie angewandt wird, und dieses Intervall,
das zwar durch
den Arzt eingestellt werden kann, ist immer größer
als das kleinste sichere Interimpulsintervall, das durch das Register 112 wiedergegeben
wird. Somit steht der A>B-Ausgang des Komperators 110 unter einem niedrigen Potential
und der Flip-Flop 84 bleibt zurückgestellt.
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Es gibt verschiedene unterschiedliche Parameterwerte, die den Schrittmacherbetrieb
regeln. wenn dieseL auch während der Elerstellung der Vorrichtung festgelegt werden
können, kann es sich als zweckmäßig erweisen, es dem Arzt zu ermöglichen, die Werte
unter einer äußeren Regelung zu programmieren. Zu erzen Parameterwerten dieser Art
gehören diejenigen, die in dem Tachykardie-Fensterregister,92, dem zuvor einstellbaren
Zähler 54, dem minimalen Verzögerungsregister 112 und dem Delcrementierungsregister
90 vorliegen. Möglicherweise möchte der Arzt sogar die Anzahl der aufeinanderfolgenden
schnellen Schläge programmieren, die durch den Zähler 46 gezählt werden müssen,
um eine Bestätigung für das Vorliegen einer Tachykardie zu ergeben. :enn auch der
hier erläuterte Schrittmacher ein derartiges Programmieren nicht ermöglicht, sind
doch dem Fachmann allgemein Arbeitsweisen#für das Verändern von Parameterwerten
unter einer äußeren Regelung bekannt. Es wird hierbei Bezug genommen auf die eincianas
erwähnte Patentanmeldung bezüglich einer ins1Einzeluegehenden Beschreibung der Art
und Weise, in der Parameterwerte unter einer äußern Regelung eingestellt werden
können.
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Obgleich der Schrittmacher hier so beschrieben ist, daß derselbe mit
unveränderlichen Zeitintervalldekrementen arbeitet (selbst wenn das Dekrement durch
den Arzt programmiert werden kann, bleibt nach der Programmierung der Dekrementwert
unveränderlich) ist es möglich; ein Abtasten der Dekrementwerte während aufeinanderfolgender
Zyklen unter Anwenden einer Abtasttechnik vorzusehen, ,o wie sie in der oben genannten
Patentanmeldung beschriebenist.
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In einem derartigen Fall würde im Anschluß an das Bestätigen eines
Vorliegens einer Tachykardie ein Impulsgezirp erzeugt werden, wobei ein Wert des
Zeitintervalldekrementes angewandt wird.
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Wenn die Tachykardie beendet ist, ,.ann dieses gleiche <erfol#-reiche
)
Dekrement im Anschluß an das nächste Bestätigen des Vorliegen einer Tachykardie
angewandt werden. Wenn die Tachykardie jedoch nicht beendet worden ist, kann das
Dekrement zu Beginn des nächsten Zy]-,lus verändert werden. Das Dekrement kann
somit über einen geeigneten Bereich abgetastet werden, wobei sich der Dekrenennwert
um möglicherweise mehrere Millisekunden von Zyklus zu Zyklus ändert. Das erfolgreiche
Beenden der Tachykardie kann festgestellt werden unter Anwenden der gleichen Arbeitsweisen,
wie sie in der eingangs erwähnten Patentanmeldung beschrieben worden sind. :;einen
im Anschluß an den Impulserzeugungszyklus irgendein Herzschlag festgestellt wird,
der dem vorangehenden Schlag um einen größeren Zeitintervall folgt als er in dem
Register 92 wiedergegeben ist, würde das Dekrement im Anschluß an die nächste Bestätigung
des Vorliegens einer Tachykardie nicht verändert werden. Rur, rsenn ein normaler
Herzschlag nicht zwischen dem Ende des Impulszyklus und der nächsten Bestätigung
des Vorliegens einer Tachykardie festgestel#lt wird, würde das Dekrement verändert
werden, so daß ein neuer Wert ausprobiert werden kann.
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