DE3536111A1

DE3536111A1 - Testimpedanz fuer herzschrittmacher-batterien

Info

Publication number: DE3536111A1
Application number: DE19853536111
Authority: DE
Inventors: John G. Santa Clara Calif. Frost
Original assignee: Telectronics NV
Current assignee: Telectronics NV
Priority date: 1984-11-28
Filing date: 1985-10-07
Publication date: 1986-05-22
Anticipated expiration: 2005-10-08
Also published as: AU575762B2; JPS61131760A; GB2167869A; IT1186084B; FR2573874A1; IT8522856A0; AU4924385A; GB2167869B; GB8524052D0; JPH0345662B2; DE3536111C2; FR2573874B1; US4606350A

Description

Die Erfindung betrifft iinplantierbare medizinische Vorrichtung und insbesondere Schaltungen für das Testen der inneren Impedanz der Stromquelle eines Herzschrittmachers oder anderer medizinischer Vorrichtung.

Seit der Implantation des ersten Herzschrittmachers ist die verbleibende Lebensdauer der 3atterie ein kritischer Faktor gewesen. Es sind zahlreiche Systeme für das Feststellen der verbleibenden Lebensdauer der Batteriezellen entwickelt worden. Es besteht ein großes Bedürfnis für ein System, das eine genaue Vorhersage der verbleibenden Lebensdauer einer Schrittmacherbatterie ermöglicht, während die Batterie weiterhin den Herzschrittmacher antreibt.

Die allgemein angewandte Stromquelle für implantierbare Herzschrittmacher sind Zellen auf der Grundlage von Lithiumjodid und anderen Lithiumverbindungen. Die innere Impedanz einer derartigen Zelle kann als ein Hinweis der verbleibenden Lebensdauer angewandt werden. Die innere Impedanz (Widerstand) einer neuen Zelle beläuft sich auf weniger als 100 Ohm. Der Widerstand nimmt x^ährend der Lebensdauer der Batterie auf mehrere Kiloolim zu. Es ist von Bedeutung, daß der offene Stromkreis einer Lithiumjodidzelle während der Lebensdauer derselben konstant bleibt. Srfindungsgemäß werden diese 3atteriecharakteristika dazu angewandt, um einen Hinweis auf die verbleibende Lebensdauer zu erhalten.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Testkondensator zusätzlich zu anderen Kondensatoren angewandt, die in dem Herzschrittmacher vorliegen können. Unter der Steuerung der für diesen Zweck vorgesehenen Schrittmacherlogik wird der Testkondensator zunächst entladen. Unmittelbar im Anschluß hieran wird die Batterie für den Betrieb der Schrittmacherschaltung abgeschaltet, und der herkömmliche Parallelkondensator, der für Filterzwecke vorgesehen ist, dient zum Betrieb des Schrittmachers. Die Batterie wird nunmehr lediglich für das Laden des Testkondensators angewandt. Eine Lithiumzelle kann wie jede Herzschrittmacherbatterie als eine Batterie und ein innerer Widerstand aufgefaßt werden. Die Spannung parallel zu dem Testkondensator nimmt exponentiell zu dem offenen Stromkreis der Batteriespannung mit einer Zeitkonstante zu, die gleich dem Produkt aus dem Testkondensator und dem inneren Widerstand der Batterie ist. Die für das Aufladen des Testkcndensators auf einen Bezugsspannungswert erforderliche Zeit ist ein Maß für den inneren Zellen-

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widerstand und dies wiederum ermöglicht ein Abschätzen der verbleibenden Lebensdauer der Zelle. Die für das Aufladen des Testkondensators erforderliche Zeit kann auf einen Monitor übertragen werden unter Anwenden herkömmlicher Schrittmacher-Telemetrieschaltungen. In dieser Hinsicht wird Bezug genommen auf die US-PS 4 448 196, die das Messen und das Telemetrieren von Spannungswerten in einen Herzschrittmacher beschreibt.

Der Erfindungsgegenstand wird weiterhin beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ausführungsform und dient der Erläuterung der funktioneilen Aspekte des Erfindungsgegenstandes im Gegensatz zu einer ins Einzelne gehenden logischen Darstellung.

Fig. 2 zwei Wellenformen als eine Funktion der Zeit und dient einer Analyse der Arbeitsweise der Schaltung nach Figur 1.

Fig. 3 eine ins Einzelne gehende logische Schaltung für das Durchführen der Steuerfunktionen gemäß der gezeigten erfindungs_v gemäßen Ausführungsform.

Fig. 4 Wellenformen, die die Arbeitsweise der logischen Schaltung nach Figur 3 kennzeichnen.

Unter Bezugnahme auf die Figur 1 ist dort ein implantierbarer Herzschrittmacher 10 zusammen mit der Schrittmacherschaltung 12 wiedergegeben. Das einzige in der Figur 1 gezeigte funktionale Element ist der Komparator 14. Die den Herzschrittmacher antreibende Batterie ist durch deren Thevenin'sches Äquivalent wiedergegeben, und zwar eine Spannungsquelle mit liullwiderstand der Größe V und ein innerer Widerstand mit der Größe R. Die Batterie liegt an zwei Anschlußklemmen, deren Potentiale V und V „ sind. Während eines normalen Betriebes ist der Schalter S1 geschlossen und bein Potential V_CQ liegt an der rechten Seite des Schalters vor. Ein überbrückungskondensator C weist das Potential V V_cc auf und es ist dieses Potential, das die Schrittmacherschaltung soeist. Der Kondensator CL ist ein herkömmliches Bauelement, das sich in jedem implantierbaren Schrittmacher als ein Teil des Leistungsfilters findet.

Der erfindungsgemäße Impedanztest der Zelle erfordert einen zusätzlichen Kondensator C_ sowie Schalter S1, S2 und S3. Diese Bauelemente sind in der Figur 1 gezeigt. Die Arbeitsweise der

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Schaltung läßt sich insbesondere unter Bezugnahme auf die Figuren

1 und 2 erläutern, wobei die letztere Figur das Potential an der VßAT Anschlußklemme und an dem Ausgang des Komparators 14 als Funktion der Zeit wiedergibt.

Während eines normalen Betriebs, wie an der linken Seite der Figur

2 gezeigt, ist der Schalter S2 offen, und die Schalter 31 und S3 sind geschlossen. Wenn der Schalter S2 offen ist, ist der Kondensator C_ nach Figur 1 aus der Schaltung ausgeschaltet. 3ei geschlossenem Schalter S1 tritt die Potentialdifferenz von V _D -V ~ an dem Überbrückungskondensator G auf. Nimmt man das Potential V als 3ezugsgröße, wird das Potential V_cc der Zelle für den Be-

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trieb des Schrittmachers zugeführt.

Da der Schalter S2 normalerweise offen ist, ist es praktisch unerheblich, ο b der Schalter S3 offen oder geschlossen ist und der 5chalterS2 verhindert einen Stromfluß durch den Kondensator C„ und den Schalter S3. Zu Beginn des Impedanztests wird jedoch der Schalter S3 geschlossen (auch bei einer Ausfuhrungsform, beider derselbe zuvor offen war), und zwar ausreichend lange, um sicherzustellen, daß der Kondensator C„ entladen wird, z.B. 2 Millisekunden. Dieser Zustand ist auf der linken Seite der Figur 2 gezeigt.

Die Schalter S3 und 31 öffnen sich dann und hieran schließt sich praktisch sofort ein Schließen des Schalters S2 an. Mit dem Öffnen des Schalters S1 wird der Schrittmacher lediglich durch die in dem Kondensator C_ gespeicherte Ladung betrieben. Wenn der Schalter S3 offen und der Schalter S2 geschlossen ist, fließt der Strom nun in Uhrzeigerrichtung gemäß Figur 1 durch die Zelle (V_c und R), den Kondensator C und den Schalter 32. Der entladene Kondensator C liegt nunmehr parallel zu der Zelle mit dem inneren Widerstand R.

Die Wellenform für die Spannung an V_ßAT zeigt eine momentane Zunahme im negativen Potential zwischen dem öffnenröer Schalter S1 und S3 und dem Schließen des Schalters S2. Der Grund hierfür besteht darin, daß sobald-sich der Schalter S1 öffnet und während der .. ; Schalter S2 noch offen ist, kein Strom durch die Zelle fließt, und das Potential V relativ zu dem Potential V ist sodann das Potential der Zelle bei offener Schaltung. Es liegt kein IR-Abfall mehr parallel zu dem inneren Widerstand vor, und hierdurch ergibt sich die Neigung, die Größe des V_ßAT Potentials zu verringern.

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Sobald sich der Schalter S2 schließt, steigt das V Potential auf V an, siehe die Figur 2, da das Potential parallel zu dem Kondensator Null ist (bei der idealisierten Schaltung nach Figur 1 wird angenommen, daß das Potential parallel zu dem Schalter S2 ebenfalls Null ist).

Während des normalen Betriebes ist das V _T Potential negativer als das V^₁, Potential gemäß Figur 2. Da das V Potential dem Pluseingang des Komperators 14 zugeführt wird, ist der Pluseingang negativer als der Minuseingang, und der Komperatorausgang ist negativ, siehe die Figur 2. Sobald jedoch das V_3AT Potential auf V_nr. ansteigt, wird die V „.„ Schwelle überschritten und der

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Komperatorausgang wird positiv, da der Pluseingang nun weniger negativ als der Minuseingang ist. Der ansteigende Ausgang des Komperators ist ein Hinweis darauf, daß das Aufladen den Kondensators Cm begonnen hat.

Während nun Strom durch den Kondensator C_m und den Schalter S2 fließt, nimmt die Spannung parallel zu dem Kondensator exponentiell auf die 3atteriespannung der offenen Schaltung mit einer Zeitkonstante gleich (RCLJ zu, wobei C„ die Größe der Betriebskapazität wiedergibt. Das V ,_φ Potential als Funktion der 2eit ist ih der Figur 2 wiedergegeben. Wenn das V Potential■negativer als das V_x,,-- Potential wird (das letztere beläuft sich beispielsweise auf -0,9 Volt bezüglich V, ein bestimmtes Potential ist leicht ableitbar in einer typischen integrierten Schaltung) sinkt das Ausgangssignal des Komperators wiederum ab. Die Zeitdauer, während der sich das Ausgngssignal des Komperators auf einem hohen Wert befindet, ist eine Funktion des Zellenwiderstandes R und läßt sich wie folgt berechnen:

^VBAT ⁼ ~^VC ^{1 " exp(-t/RC_T)}

wobei die Zeit t von dem Schließen des Schalters S2 an gerechnet wird.

Die Gleichung läßt sich wie folgt umformulieren: R = -t/{C_T In(I + V_BAT/V_C)}

Bei einem Zeitpunkt t=T sinkt das Ausgangssignal des Komperators wiederum ab, wenn V_BAT = V„_F· Zu diesem Zeitpunkt

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R = -T/{C_T In (1 + V^pZV₀) }

In typischer Weise V_ = 2.3 Volt und V_„„ = -0,9 Volt-Wenn der Testkondensator C^ = 0,1 \iF, sei angenommen, daß das Äusgangssignal des Komperators wiederum absinkt, wenn T = 200 ys.

Das Einsetzen dieser Werte in die Gleichung für R ergibt R= 5,2 Kilo-Ohm.

Nachdem das Äusgangssignal des Komperators abgesunken ist, oder nachdem ein vorherbestimmtes Seitintervall verstrichen ist, wird der Schalter S1 wiederum geschlossen, so daß die Zelle den Schrittmacher betreiben kann. Zum gleichen Zeitpunkt wird der Schalter S2 geöfünet, so daß der Kondensator C^ aus der Schaltung ausgeschaltet μ~ ist. Der Schalter S3 kann offen bleiben oder derselbe kann geschlossen werden,solange derselbe zu 3eginn des nächsten Testzyklus geschlossen ist, um somit sicherzustellen, daß der Kondensator C_ vor dem Schließen des Schalters S2 vollständig entladen ist. Der Kondensator muß vollständig entladen sein, damit die Messung des Zeitintervalle aussagekräftig ist. (Wie in der Figur 2 gezeigt, öffnet sich der Schalter S2, und der Schalter S1 schließt sich relativ spät bei dem Testzyklus - nachdem der Kondensator C₁^ soweit aufgeladen ist, daß das an demselben liegende Potential größer als das Betreibungspotential V_5n während eines normalen Betriebes ist. Dies ist der Grund, warum ein kleiner Abfall der Größe von V _AT erfolgt, wenn ein normaler Betrieb erneut aufgenommen wird. Sollte der Testzyklus enden bevor der Kondensator *'■ C_ auf ein derartiges Maß aufgeladen worden ist, würde das V_ßAT Potential in der Figur 2 einen Abfall und nicht einen Anstieg anzeigen).

Die Schaltung nach Figur 3 ist eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform für die Durchführung des Impedanztests. Die Wellenfornen nach der Figur 4 kennzeichnen die Arbeitsweise der Schaltung nach Figur 3. An der oberen linken Seite der Figur 3 sind die V und V _Λ(_ Anschlußklemmen gezeigt zusammen mit dem überbrückungs-

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kondensator C₁₃, der parallel zu V und V _ vorliegt. Die eigentliehe Batterie ist in dieser Zeichnung nicht wiedergegeben, die an der linken Seite zwischen den V und ν_ΒΑΤ Anschlußklemmen vorliegt. Der Komperator 14 ist ebenfalls gezeigt zusammen mit dem V-,.^ Potential, das auf den Minuseingang beaufschlagt wird.

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Wie in der oberen linken Ecke der Figur 3 gezeigt, liegt der Testkondensator C_T, die drei Schalter S1, S2 und S3 und die

V„_o Anschlußklemme vor. Die Schalter SI und S2 sind N-KanalaS

24OSFET Vorrichtungen, während der Schalter S3 eine P-Kanal-MOSFET Vorrichtung ist. Die logische Schaltung 12 nach Figur 1 erzeugt ebenfalls verschiedene andere Signale, wie an der linken Seite der Figur 3 gezeigt. Zwei derselben sind herkömmliche Taktsignale mit 256 Hz und 32.763 kHz. Die anderen von der logischen Schaltung erzeugten Signale sind CLEAR, LOAD, CTR, POR und SYNC.

Das POR-Signal ist ein herkömmliches Volleistungs-Rückstellsignal und wird dazu angewandt, die Schaltung auf anfänglichen Leistungsanstieg zu bringen. Wie anhand der Figur 4 gezeigt, ist das POR-Signal ein kurzer positiver Impuls, der einmal während der Lebensdauer des Schrittmachers erzeugt wird, wenn die Zelle zum ersten Mal mit der Schaltung in Verbindung kommt.( Obgleich die anderen Signale in der Figur 4 mit ihren entsprechenden Werten gezeigt sind, versteht es sich, daß vor dem Beaufschlagen der Leistung und dem Erzeugen des POR-Impulses die Signalwerte bedeutungslos sind. Der Inverter 13 nach Figur 3 invertiert den POR-Impuls und erzeugt das POS Signal. Beide POR und POR Signale sind in der Figur 4 gezeigt.

Der POR-Impuls wird auf den Eingang eines NAND-Tors 20 beaufschlagt, dessen RTEST Ausgangssignal während der Einleitung der Volleistungs-Rückstellung ansteigt. Der Flip-Flop 28 wird somit zurückgestellt. Der POR Impuls führt ebenfalls dazu, daß die Ausgangssignale der NAI-JD Tore 30 und 38 ansteigen unter Zurückstellen der Flip-Flops 22 und 32. Das POR-Signal stellt direkt die Flip-Flops 24 und 26 zurück.

Das CTR Eingangssignal ("Zellentest-Ersuchen) wird in der Figur 4 gezeigten Weise getastet. Der D-Eingang des Flip-Flop 32 wird bei einem hohen Wert gehalten und somit wird der Flip-Flop gestellt, sobald das CTR Signal zum ersten Hai ansteigt. Der Q-Ausgang des Flip-Flop, die ENABLE Leitung' liegen üblicherweise bei einem hohen Wert vor, sinken jedoch ab, wenn der Flip- Flop zum ersten Mal gesetzt wird, wie in der Figur 4 wiedergegeben. Der Testzyklus wird jedoch nicht inganggesetzt, indem die CTR Leitung auf einen hohen Wert ansteigt. Es' muß ein weiterer SYI-JC-Im-

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puls erzeugt werden. Dieser positive Impuls wird durch den Inverter 34 invertiert. Nachdem nunmehr das ENABLE Signal genau so wie der Ausgang des Inverters 34 bei einem niedrigen Wert liegen, liegen beide Eingänge des NOR Tors 36 bei einem niedrigen Wert und der Ausgang des Tors steigt an. In dieser Weise wird der Flip Flop 22 getaktet. Dessen D-Eingang ist mit dem Q Ausgang des Flip-Flop 26 verbunden, der ursprünglich bei einem hohen Wert liegt. Somit wird der Flip Flop 22 gesetzt und dessen Q-Ausgang geht auf einen hohen Wert. Dieses Ausgangssignal ist das Q1 Signal gemäß Figur 3. Wie in der Figur 4 gezeigt, steigt das Q1 Signal an an der vorderen Kante des SYNC Impulses, es ist dieses Setzen des Flip Flop 22, das den Testzyklus ingangsetzt. (3ei der hier gezeigten erfindungsgemäßen Aus führung sforia ist der CTR Impuls nicht ausreichend, um einen Testzyklus auszulösen, der CTR Impuls bereitet die Schaltung vor, es ist jedoch der SYNC Impuls, der den Zyklus auslöst. Diese doppelte Steuerung ermöglicht ein Synchronisieren der Testschaitung mit anderen in der Schrittmacherschaltung erfolgenden Vorgängen, wenn dies gewünscht ist. Wesentlich für den Erfindungsgegenstand ist lediglich, daß zu Beginn des Testzyklus ein Signal erzeugt wird für das Steuern der Einstellung des Flip Flop 22).

Wie in der Figur ^4 gezeigt, wird der Flip Flop 24 sodann an der nächsten aufsteigenden Kante des 256 Hz Taktes getaktet. Da dessen D Eingang mit der Q1 Leitung verbunden ist, wird der Flip Flop 24 gesetzt;-".Der Q Ausgang dieses Flip Flop geht auf einen hohen Wert, dies ist das CELLT Signal ("Zellentest") gemäß Figur 4. Der weiter oben unter Bezugnahme auf die Figur 1 beschriebene Testzyklus beginnt, indem das CELLT Signal ansteigt, d.h. bei Setzen des Flip Flop 24. Das Q Ausgangssignal des Flip Flop geht sodann auf einen niedrigen Wert, wenn der Flip Flop gesetzt ist und somit geht der Ausgang des NAND Tors 30 auf einen hohen Wert unter Zurückstellen des Flip Flop 22. Dies ist in der Figur 4 gezeigt, wobei das Q1-Signal auf einen niedrigen Wert geht an der ersten ansteigenden Kante der 256 Hz Wellenform nach dem CTR-Impuls. In ähnlicher Weise liegt nun einer der Eingänge des NAND Tors 3 3 bei einem niedrigen Wert, so daß dessen Ausgang auf einen hohen Wert geht unter Zurückstellen des Flip Flop 32. In der Figur 4 ist das ENA3LE Signal so gezeigt, daß dasselbe auf einen hohen Wert zu diesem Zeitpunkt geht. Der Ausgang des Tors 36 wird nun bei einem niedrigen Wert gehalten, so daß dieser Flip Flop 22 nicht wieder

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gesetzt werden kann bis ein neuer Testzyklus mit der Impulsgebung des CTR Eingangs inganggesetzt wird.

Wenn der Flip Flop 24 zum ersten Mal gesetzt wird und dessen Q-Ausgang auf einen niedrigen Wert absinkt unter Zurückstellen der Flip Flops 22 und 32, geht der Eingang des UOR Tors 40, das zuvor bei einem hohen Wert war, nun auf einen niedrigen Wert. Der andere Eingang des Tors ist mit dem Q-Ausgang des Flip Flop 26 verbunden, der sich noch bei einem niedrigen Wert befindet. Somit führt das Ausgangssignal des Tors 40 dazu, daß der Leiter DCAP ("Kondensator-Entladung") auf einen hohen Wert geht. Das Ausgangssignal des Inverters 42 zwingt nun das DCAP Ausgangssignal auf einen niedrigen Wert unter Schließen des Schalters S3. Dies ist der Schalter, der, siehe die Figur 1, dazu angewandt wird, den Testkondensator C zu entladen. Es ist dieser Schalter, der unmittelbar vor dem Öffnen des Schalters 31 geschlossen werden muß, um sicherzustellen, daß der Testkondensator vollständig entladen wird.

An der nächsten abfallenden Kante des 256 Hz Taktsignals geht der Ausgang des Inverters 44 auf einen hohen Wert unter Takten des Flip Flop 26. Da der D-Eingang dieses Flip Flops mit der CELLT Leitung, die nun auf einen hohen Wert geht, verbunden ist, wird der Flip Flop gesetzt und die Q2-Leitung geht auf einen hohen Wert, wie in der Figur 4 gezeigt. Wenn die Q2 Leitung auf einen hohen Viert geht, führt dies zur Ausbildung von drei Vorgängen. Der erste besteht darin, daß der Ausgang des Tors 40 nun auf einen niedrigen Wert geht. Dies ist in der Figur 4 gezeigt mit dem DCAP Signal auf einen niedrigen Wert gehend und dies wiederum führt dazu, daß der S chalter S3 geöffnet wird. Wie in der Figur 2 gezeigt, öffnet sich zur gleichen Zeit Schalter S1, nachdemder Kondensator CT entladen worden ist und der Schalter S3 wird geöffnet, so daß der Ladungsteststrom nun zu fließen beginnen kann. Der Schalter S1 muß geöffnet werden, so daß der fließende Strom lediglich durch den Testkondensator und den inneren Widerstand der Batterie bestimmt und nicht durch 'einen Strom beeinflußt wird, der sich ansonsten durch den rstlichen Anteil der Schrittmacherschaltung ergeben würde. Nachdem der Q-Ausgang des Flip Flop 26 sich nun bei einem niedrigen Wert befindet, befinden sich beide Eingänge des Tors 50 bei einem niedrigen Wert, und der Aus-

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gang des Tors geht auf einen hohen Wert. Dieses Ausgangssignal wird der 0C3 Leitung ("offene Schaltungsbatterie") zugeführt und die Figur 4 zeigt, daß das OCB Signal auf einen hohen Wert geht. Der Inverter 52 invertiert das Signal und das negative OCB Signal führt zu einem öffnen des Schalters 31.

Wenn der Ausgang des Tors 50 auf einen hohen Wert geht, wird das positive Potential durch die Inverter 54 und 56 dem Takt-Flip Flop 28 zugeführt. Da der D-Eingang des Flip Flop mit einem positiven Potential in Verbindung steht, geht der Q-Ausgang des Flip Flop auf einen hohen viert. Der Q-Ausgang des Flip Flop, die TEST Leitung steht in Verbindung mit dem Tor des Schalters S2, so daß dieser Schalter nun geschlossen wird. Die zwei Inverter 54 und 56 sind vorgesehen, so daß eine kurze Verzögerung zwischen dem Öffnen der Schalter 31 und S3 und dem Schließen des Schalters S2 vorliegt, siehe die Figur 2. Nach der Figur 4 geht das Testsignal auf einen hohen Wert zusammen mit dem OCB Signal, das auf einen hohen Wert geht und das DCAP Signal geht auf einen niedrigen Wert. Tatsächlich wird das TEST Signal geringfügig verzögert, wie durch die übertriebene Form in der Figur 2 gezeigt. Der Grund hierfür besteht darin, daß es wichtig ist, daß der gesamte Stromfluß zu der Schrittmacherschaltung von der Zelle aus aufhört, bevor der TEST Strom tatsächlich zu fließen beginnt. Wenn dem nicht so wäre, würde das V_BKr Potential und das Aufladen des Kondensators C_ eine Funktion des Stromes sein, der durch den Schrittmachar gezogen wird sowie der inneren Impedanz der Zelle. Indem sichergestellt wird, daßder gesamte Stromfluß von der Zelle aufhört, bevor sich der Schalter S2 schließt, ist es sicher, daß der einzige den Kondensator C ladende Strom der Strom ist, dessen Fluß lediglich durch die Zeitkonstante RCr_n bestimmt wird.

An der nächsten aufsteigenden Kante des 256 Hz Taktes wird der Flip Flop 24 wiederum getaktet. Da sich der QI Leiter nun bei einem niedrigen Wert befindet, v/ird der Flip Flop zurückgestellt und das CELLT Signal geht auf einen niedrigen Wert, siehe die Figur 4. Sobald der Q* Ausgang des Flip Flop 24 wieder auf einen hohen Wert geht, geht der Ausgang des Tors 50 auf einen niedrigen Wert. Das 0C3 Signal geht somit auf einen niedrigen Wert, siehe die Figur 4 und der Schalter S1 schließt sich, so daß der normale

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Antrieb des Schrittmachers durch die Zelle wieder aufgenommen werden kann. Beide Eingänge des Tors 60 befinden sich nun bei einem hohen Wert und der Ausgang dieses Tors geht auf einen niedrigen Wert. Dies führt nun wiederum dazu, daß der Ausgang des Tors 20, das RTEST Signal auf einen hohen Wert geht und der Flip Flop 28 zurückgestellt wird. Wenn sanit das RTEST-Signal auf einen hohen Wert geht, siehe die Figur 4, geht das TEST-Signal auf einen niedrigen Wert zwecks Öffnen des Schalters S2. Wie in der Figur 2 gezeigt, schließt sich der Schalter Sl und der Schalter S2 öffnet sich zu Ende des Testzyklus. Das Arbeiten des Komperators 14 hat nichts mit dem späteren öffnen desSchalters S2 und Schließen des Schalters S1 zu tun.

Soweit es sich um die Steuerungsschaltung handelt, liegen alle Signale nun in deren ursprünglichen Zuständen mit Ausnahme des Q-2 Signals vor, das sich noch bei einen hohen Wert befindet, und das RTEST Signal befindet sich auch noch bei einem hohen Wert, siehe die Figur 4. An der nächsten fallenden Kante der 255 Hz Taktwellenfom geht das Ausgangssignal des Inverters 44 auf einen hohen Wert unter Takten des Flip Flop 26. Da sich die CELLT Leitung nun bei einem niedrigen Wert befindet, wird der Flip Flop 26 zurückgestellt. Somit geht das Q2-Signal auf einen niedrigen Wert. Da das Q2-Signal ein Eingangssignal für das Tor 60 ist, wird das Ausgangssignal des Tors 60 auf einen hohen Wert gebra <ht. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich beide Eingänge desTors 20 bei einem hohen Wert, so daß das RTEST Signal auf einen niedrigen Wert geht. Die gesamteSchaltung wird auf den ursprünglichen Zustand gebracht und es kann sich ein weiterer Zyklus anschließen unter Erzeugen der CTR und SYNC Steuerimpulse.

Wie anhand der Figur 3 gezeigt, werden das V_ßAT Signal und die Bezugsspannung auf die entsprechenden Eingänge desKomperators 14 beaufschlagt. Das 32. 768 KHz Taktsignal wird auf einen Eingang des NAND Tors 80 beaufschlagt, und das Ausgangssignal desKomperators wird auf den anderen Eingang beaufschlagt. Die CLEAR Leitung wird auf einen hohen Wert getastet unter Zurückstellen ' ' aller Flip Flops RFF1-RFF-6 vor dem Beginn des Tests. Der Ausgang des Inverters 82 geht auf einen hohen Wert unfler Erregen des Taktimpulses des Flip Flop RFF1 immer dann, wenn der Ausgang

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des NAND Tors 80 auf einen niedrigen Wert geht und der Ausgang dieses Tors geht nur auf einen niedrigen Wert, wenn das 32.768 KHz Taktsignal auf einen hohen Wert geht und der Ausgang des Komperators sich bei einem hohen Wert befindet. Unter Bezugnahme auf die Figur 2 befindet sich der Ausgang des Komperators bei einem hohen Wert nur, während V___ übersteigt V_„_. Die sechs

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Flip Flops sind als ein sechsstufiger Zähler angeordnet, da der Q Ausgang j^eder Stufe mit dem Takteingang der nachfolgenden Stufe verbunden ist. Somit ist die durch den Zähler wiedergegebene Zählung direkt proportional dem Zeitintervall innerhalb dessen sich der Ausgang des Komperators 14 bei einem hohen Wert befindet. Ein 32.768 KHz Taktsignal entspricht einer Zeitspanne von etwa 30 Mikrosekunden. Unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 4 befindet sich das OCB Signal bei einen hohen Wert, d.h. der Schalter S1 ist kürzer als 2 Millisekunden offen. Selbst wenn der Komperatorausgang sich für nur einige wenige Zehntelmillisekunden, d.h. immer noch etliche 100 Mikrosekunden, bei einem hohen Wert befindet, ist eine Auflösung von etwa 30 Mikrosekunden ausreichend

Sobald die Flip Flops RFF1-RFF6 ein Zeitintervall (Zeilimpedanz) wiedergeben, kann der gespeicherte Wert aus dem Schrittmacher heraus teleiuetriert werden, so daß der gemessene Zellwiderstand bestimmt werden kann. Die LOAD-Leitung kann mit Impulsen versehen werden unter Takten der Flip Flops RLAT1-RLAT6, so daß der gemessene Wert gesperrt werden kann. Der sich ergebende 6 Bit Wert an den Anschlußklemmen RQ1-RQ6 kann durch die Telemetrieschaltung des Schrittmachers für die übertragung an einen Monitor angewandt werden.

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Claims

European Patent Attorney PATENTANWALT D-1O00 BERLIN 33 5.10.1-935 MANFREDMIEHE SEnNS48311950 -- Diplom-Chemiker Telex: 185 443 US/71/2541 Case 43 TELECTRONICS N.V. de Ruyterkade 58A, Curacao, Niederl. Antillen Testimpedanz für Herzschrittmacher-Batterien Patentansprüche

1. Testsystem zum Feststellen der verbleibenden Lebensdauer der Batterien einer implantierbaren medizinischen Vorrichtung vermittels überprüfen ihrer inneren Impedanz, wobei die Vorrichtung eine Batterie, eine logische Schaltung und eine Anordnung zuH Befestigen der Batterie parallel zu der logischen Schaltung auf- ; weist, dadurch gekennzeichnet , daß das Testsystem einen Kondensator, einen ersten Schalter zum Unterbrechen der Verbindung zwischen Batterie und logischer Schaltung, einen zweiten Schalter zum Verbinden der Batterie parallel zu dem Testkondensator, eine Anordnung zum Betätigen beider Schalter zusammen, und eine Anordnung zum Bestimmen der inneren Impedanz der Batterie durch Überwachen des Stroms, der den Testkondensator auflädt, aufweist, wenn der erste und zweite Schalter betätigt werden.

2. Testsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Schalter zum Entladen des Testkondensators vor dem Inbetriebsetzen des zweiten Schalters vorgesehen ist.

3. Testsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachungsanordnung eine Anordnung zum Vergleich des Potentials parallel zu dem Testkondensator mit einem Bezugswert aufweist, sowie eine Anordnung zum Messen des Zeitintervalls vorgesehen ist, das das Potential parallel zu dem Testkondensator benötigt, um diesen Bezugswert zu erreichen.

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4. Testsystem nach Anspruch 1 ,' dadurch ge kenn ze i chnet, daß die Überwachungsanordnung eine Anordnung zu Vergleich des Potentials parallel zu dem Testkondensator mit einem Bezugswert aufweist, sowie eine Anordnung zum Hessen des Seitintervalls vorgesehen ist, das das Potential parallel zu dem Testkondensator benötigt, um diesen Bezugswert zu erreichen.

5. Testsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bypass-Kondensator parallel zu der logischen Schaltung verbunden ist, zwecks Betätigen derselben, wenn der erste Schalter benutzt wird.

6. Testverfahren zum Feststellen der verbleibenden Lebensdauer einer Batterie einer implantierbaran medizinischen Vorrichtung durch überprüfen der inneren Impendanz, wobei die medizinische Vorrichtung eine Batterie parallel zu einer logischen Schaltung und einen Testkondensator aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Lösen der Batterie von der logischen Schaltung und gleichzeitiges Verbinden der Batterie mit den Testkondensator; Bestimmen der inneren Impedanz der Batterie vermittels Überwachen des Stroms, der den Testkondensator auflädt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn ze ichnet , daß der Testkondensator vor dem Verbinden mit der Batterie entladen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn ze ichnet, daß die Überwachung in einem Vergleich des Potentials über dem Testkondensator mit einem Bezugswert und Hessen des Zeitintervalls besteht, den das Potential betötigt, um den Bezugswert zu erreichen.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachung in einem Vergleich des Potentials parallel zu dem Testkondensator mit einem Bezugswert und Messen des Zeitintervalls besteht, das das Potential benötigt, um diesen Bezugswert zu erreichen.

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