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JPS6329664A - 高周波パルス供給式カルジオバ−ジョン装置 - Google Patents

高周波パルス供給式カルジオバ−ジョン装置

Info

Publication number
JPS6329664A
JPS6329664A JP62115731A JP11573187A JPS6329664A JP S6329664 A JPS6329664 A JP S6329664A JP 62115731 A JP62115731 A JP 62115731A JP 11573187 A JP11573187 A JP 11573187A JP S6329664 A JPS6329664 A JP S6329664A
Authority
JP
Japan
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cardioversion
heart
implantable
storage capacitor
high frequency
Prior art date
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Granted
Application number
JP62115731A
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JPH0412148B2 (ja
Inventor
ミル　イムパン
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of JPS6329664A publication Critical patent/JPS6329664A/ja
Publication of JPH0412148B2 publication Critical patent/JPH0412148B2/ja
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/38—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for producing shock effects
    • A61N1/39—Heart defibrillators
    • A61N1/3956—Implantable devices for applying electric shocks to the heart, e.g. for cardioversion

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、患者の心臓に高エネルギのパルスを供給する
植え込み式のカルジオバータ即ち除細動器に係る。上記
の高エネルギのパルスは、複数の高周波数のカルジオバ
ージョンパルスで形成された波パケットとなるように高
い周波数でチヨッ・プされる。
従来の技術 近年、種々の心臓不調や不整脈を除細動することを含む
効果的な除細動技術の開発において著しい進歩がなされ
ている。これまでの努力により、心臓の異常律動の検出
に応答して、心臓に接続された電極を介して充分なエネ
ルギを放出し、心臓を消極すると共に、その正常な律動
に復帰させる植え込み式の電子除細動器が開発されてい
る。
ここで用いるｒカルジオバーティング」又は「カルジオ
バージョン」という用語は、致命的なもの及びそうでな
いものの両方を含む多数の心臓不整脈状態を矯正するこ
とを意味する。これらの心臓不整脈状態には、心房頻脈
、心房粗動、心房細動、連結律動、心室頻脈、心室粗動
、心室細動、及び心臓に電気ショックを与えることによ
って矯正することのできるその他の歩調どりされない不
整脈状態が含まれる。「除細動」という用語は、細動状
態にある心房又は細動状態にある心室の除細動を行なう
ように心臓に電気的なショックを与える方法としてカル
ジオバージョンという用語に含まれるものである。
公知の植え込み式のカルジオバージョン方式では、典型
的に、不整脈状態が検出され、高電圧のインバータ回路
（又は直流−直流のコンバータ回路）によって蓄積キャ
パシタの充電が開始される。例えば、本出願人に譲渡さ
れた米国特許第４゜１６４．９４６号を参照されたい、
蓄積キャパシタの充電に続いて、植え込み式の電極を介
して患者の心臓にカルジオバージョンショック即ち除細
動ショックを与えるべきであると判断された時に、キャ
パシタが植え込み式の電極に接続され、キャパシタの電
圧が印加される。キャパシタの放電により、指数関数的
に減衰する波形の形態の単一の高電圧パルスが電極にま
たがって心臓組織に送られ、心臓が消極される。
発明が解決しようとする問題点 このようなカルジオバージョン装置において供給される
高エネルギのパルスは単一の直流パルスであり、従って
、心臓のインピーダンスは、実質的に、心臓の直流イン
ピーダンス成分、即ち、抵抗として働く。供給される単
一の直流電圧パルスに応答する心臓のインピーダンスは
比較的低く且つ均一であり、従って、パルスは、心臓全
体を通じて最適に分散されず、心臓の比較的局部領域に
送られる。
その結果、電極形状を変えることなく心臓の広い領域を
消極するためには、より高いエネルギを使用しなければ
ならないが、植え込み式の装置においてはエネルギに本
来限度がある。
問題点を解決するための手段 本発明は、植え込み式の電極にまたがって与えられる指
数関数的に減衰する波形を好ましくは１ＫＨｚより高い
周波数でチョップ即ち切断するカルジオバージョン装置
に係る。蓄積キャパシタと植え込み式の電極との間に電
子スイッチが直列に設けられ、このスイッチを高い周波
数で開閉するためにクロック信号がスイッチに送られる
。その結果、心臓に送られるパルスは、複数の高周波数
のカルジオバージョンパルスで形成された単一の波パケ
ットとなる。
本発明では、心臓組織のインピーダンス（心筋、脂肪及
び血液で形成された）が種々の周波数で変化することが
認識される。高い周波数では、心臓組織の種々の成分の
インピーダンスが異なり、高いインピーダンスの領域と
低いインピーダンスの領域が心臓全体にわたって分散さ
れる。その結果、高い周波数のパルスで心臓をパルス付
勢することにより、エネルギが心臓全体に分布され、ひ
いては、効果的なカルジオバージョ・ンに対して所要の
エネルギが低いものとなる。
従って、本発明の目的は、患者の不整脈を検出し、複数
の高周波パルスで形成された波パケットを植え込み式の
電極に供給することにより患者の心臓のカルジオバージ
ョンを行なうカルジオバージョン装置を提供することで
ある。
本発明の更に別の目的は、指数関数的に減衰する波形を
高い周波数でチョップすることにより患者の心臓に高周
波パルスを供給することである。
このチョップ動作は、好ましくはＩ　Ｋ　Ｈｚより高い
周波数でブレークする電子スイッチによって行なわれる
。
本発明のこれら及び他の目的は、添付図面を参照した以
下の詳細な説明から明らかとなろう。
実施例 本発明のカルジオバージョン装置が第１図に概略的に示
されている。この装置は、１９８３年３月２３日に出願
されたイムラン（工ｍｒａｎ）氏等の米国特許出願第４
７８，０３８号に開示されたものと共通の多数の回路素
子を備えている。このイムラン氏等の特許出願は、参考
としてここに取り上げるものである。
不整脈検出回路２は、植え込み式の電極（図示せず）に
接続され、この電極は、次いで、患者の心臓に接続され
る。不整脈検出回路２は、不整脈状態を検出して、ＩＮ
ＶＳＴ出力信号を発生することができる。不整脈検出回
路２は、心拍数検出回路と、確率密度関数（Ｐ　Ｄ　Ｆ
）回路とを備えており、心拍数が所定の限界を越え且つ
確率密度関数の条件を満足した時に、ＩＮＶＳＴ信号が
高電圧インバータ／制御回路４に発生される。心拍数分
析及びＰＤＦ回路については、前記イムラン氏等の特許
出願に説明されている。不整脈を検出する他の機構を用
いても高電圧インバータ回路４にスタート信号（即ち、
ＩＮＶＳＴ信号）を供給できることが明らかであろう。
直流−直流コンバータとしても知られている高電圧イン
バータ４は、植え込み式の除細動器の分野で良く知られ
ている一般の素子である１例えば、米国特許第４，１６
４，９４６号には、直流−直流コンバータ（該特許の素
子３０）が開示されており、これを参照されたい。ＩＮ
ＶＳＴ信号を受は取ると、高電圧インバータ４は、内部
のエネルギ蓄積キャパシタ６を充電し、これは所定のレ
ベルに充電される。高電圧インバータ４がＩＮＶＳＴ信
号を受は取った際に動作を開始すると、この高電圧イン
バータは、キャパシタの作動即ち充電を開始し、アンド
ゲート１０の入力に接続されたインバータ論理素子８を
経てＩＮＶ　　ＲＵＮＮ　Ｉ　Ｎ　Ｇ信号を発生する。
アンドゲート１ｏは、２つの更に別の入力を有している
。入力１２は、イムラン氏等の前記特許出願に開示され
たようにＲ波検呂器からのものである。各Ｒ波が検出さ
れると、アンドゲート１２の入力１２に信号が送られる
。アンドゲート１０の入力１３は、フリップ−フロップ
１４がらのものであり、このフリップ−フロップは、不
整脈検出器２からＩＮＶＳＴ信号を受は取る際にセット
される。フリップ−フロップ１４は、以下で述べるよう
にＣＴ信号を受は取った際にリセットされる。
不整脈状態が検出され、ＩＮＶＳＴ信号が発生されると
、高電圧インバータは作動を開始し、ＩＮＶ　　ＲＵＮ
ＮＩＮＧ信号を発生する。この信号は、インバータ論理
素子８によって反転され、低レベルの入力をアンドゲー
ト１０に供給する。
インバータが作動を停止する時、即ち、蓄積キャパシタ
６の充電完了時に、インバータ論理素子８の出力が高レ
ベルとなる。アンドゲート１０への次のＲ波入力により
、適当なＲＣパルス成形回路網１６及びバッファ１８を
経てトランジスタ２０ヘパルスが放出される。次いで、
トランジスタ２０が作動され、患者へのトリガパルス（
ＴＲＩＧ）がリード２２を経て送られて、患者の５ＣＲ
２４が点弧される。患者の５ＣＲ２４が点弧されると、
その時完全に充電されたキャパシタ６は、患者の心臓に
組み合わされた電極（図示せず）に接続されたリード６
ｏに放電を行なうことができる。
キャパシタ６と電極リード端子２６との間に直列に接続
されているのは、電力用の電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）２８である。この電力用のＦＥＴ２８は、クロック
パルス発生器３０に接続され、これは高周波のクロック
パルスをＦＥＴ２８のゲートに供給する。トランジスタ
２０がオンにされた時にＴＲＩＧ信号を受信すると、Ｆ
ＥＴ２８にクロックパルスが供給される。
クロックパルス発生器３０からのクロックパルスは、ク
ロックパルス発生器の周波数に基づいて、高い周波数で
電力ＦＥＴをオン及びオフに切り換えるように働く。ク
ロックパルス発生器３０は、少なくともＩＫＨｚの周波
数でそして好ましくは１０ＫＨｚないしＩ　Ｍ　Ｈｚの
周波数でＦＥＴ２８へ作動パルスを供給するのが好まし
い。
従って、トランジスタ２０からのＴＲＩＧパルスは、５
ＣＲ２４をオンにし、クロックパルス発生器３０を作動
可能にする。次いで、キャパシタ６は、クロックパルス
発生器３０からのクロックパルス周波数に比例する周波
数で電極リード２６にまたがって放電する。端子２６に
並列に接続された一対の抵抗３２は、ＣＴリードを経て
放電を検出する。このＣＴリードは、フリップ−フロッ
プ１４のリセット端子に接続され、放電が検出されると
、ＣＴパルスがフリップ−フロップをリセットする。
又、電極リード２６にまたがって一対の抵抗３４も並列
に接続されており、この抵抗は、電極リード２６にか＼
るパルス放電を検出する。このパルスフィードバック信
号（ＰＦ倍信号は、包絡線検出器３６に供給される。こ
の包絡線検出器３６は、高周波数の指数関数的に減衰す
るパルスの包絡線を検出し、検出された包絡線信号を比
較器３８の正の入力端子に供給する。比較器３８の負の
端子は基準電圧に接続されている。検出された包絡線の
電圧が基準電圧より下がると、比較器３８は出力を発生
し、これはインバータ４Ｑによって反転され、パルス整
形回路網４２によって整形され、バッファ４４を経て送
られて、ＴＲＧ信号を発生する。ＴＲＧ信号は、クロッ
クパルス発生器３０の作動不能化端子に送られ、クロッ
クパルス発生器が更に別のクロックパルスをＦＥＴ２８
に供給しないようにする。又、ＴＲＧ信号は、截頭５Ｃ
Ｒ４６を点弧するようにこのＳＣＲにも供給される。こ
の截頭５ＣＲ４６が点弧されると、電極端子２６にまた
がる指数関数的に減衰するパルスが截頭され即ち短縮さ
れ、それ以上のエネルギが電極に送られないようにする
。これを行なう理由は、前記のイムラン氏等の特許出願
に述べられたように、パルスを指数関数的にゼロレベル
まで減衰させることは望ましくないからである。
作動に際し、不整脈検出器２によって不整扉状態が検出
されると、高電圧インバータ回路４の作動が開始される
。インバータ回路がキャパシタ６の充電を完了しそして
リード１２を経てＲ波を受は取ると、アンドゲート１０
が付勢され、トランジスタ２０によってトリガパルス（
ＴＲＩＧパルス）が発生され、患者の５ＣＲ２４を点弧
すると共に、クロックパルス発生器３０を作動可能にす
る。次いで、キャパシタ６が電極リード端子２６にまた
がって放電し、指数関数的に減衰する波形が電力ＦＥＴ
２８の高周波数作動によってチョップされる。
第２（ａ）図は、チョップされた指数関数的に減衰する
波形を誇張して示している。本ａ的に、第２（ａ）図の
波形は、電極リード２６にまたがって印加される複数の
高周波カルジオバージョンパルス即ち除細動パルスより
成る波パケットである。第２（ｂ）図は１本発明によっ
てチョップされていない、従って、公知の除細動器で供
給されたパルスの形式に類似した指数関数的に減衰する
波形を示している。
以上に、本発明の好ましい実施例を開示した。
然し乍ら、本発明は、ここに開示した特定の実施例に限
定されるものではなく、特許請求の範囲のみによって規
定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のカルジオバージョン装置の回路図、
そして 第２図は、指数関数的に減衰する公知の波形及び本発明
の波形を示す図である。 ２・・・不整脈検出回路 ４・・・高電圧インバータ／制御回路 ６・・・エネルギ蓄積キャパシタ ８・・・インバータ論理素子 １０・・・アンドゲート １４・・・フリップ−フロップ １６．４２・・・パルス整形回路 １８・・・バッファ　　　　２４・・・５ＣＲ２８・・
・ＦＥＴ ３０・・・クロックパルス発生器 ３６・・・包絡線検出器　　３８・・・比較器４ｏ・・
・インバータ 昭和　　　年　　　月　　　日 特許庁長官　殿　　　　　　　　　　鵬１、事件の表示
　　昭和６２年持許願第１１５７３１号３、補正をする
者 事件との関係　　出願人 氏名　　　　　ミエッチスラーフ　ミロ−スキ４、代理
人

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）患者の心臓を自動的にカルジオバーティングする
    ためのカルジオバージョン装置であって、蓄積キャパシ
    タと、この蓄積キャパシタを所定の電圧レベルに充電す
    る手段と、蓄積キャパシタを放電する手段と、蓄積キャ
    パシタにまたがって接続された一対の植え込み式の電極
    とを備えていて、蓄積キャパシタの放電により指数関数
    的に減衰する電圧が上記電極間に与えられるようにされ
    た装置において、上記の植え込み式電極にかゝる指数関
    数的に減衰する電圧をチョップするように上記蓄積キャ
    パシタと植え込み式電極との間に電気的に接続されたチ
    ョップ手段を具備したことを特徴とするカルジオバージ
    ョン装置。
  2. （２）上記チョップ手段は、上記蓄積キャパシタと植え
    込み式電極との間に直列に接続された電子スイッチと、
    この電子スイッチを所定の周波数で開閉するようにこの
    電子スイッチに接続されたクロック手段とを備えている
    特許請求の範囲第１項に記載のカルジオバージョン装置
    。
  3. （３）上記電子スイッチは、電界効果トランジスタを含
    む特許請求の範囲第２項に記載のカルジオバージョン装
    置。
  4. （４）患者の心臓を自動的にカルジオバーティングする
    ための植え込み式のカルジオバージョン装置であって、 心臓の不整脈を検出するための検出手段と、上記検出手
    段に応答し、高周波数のカルジオバージョンパルスの少
    なくとも１つの波パケットを発生して心臓に供給するた
    めのカルジオバージョン手段とを具備したことを特徴と
    するカルジオバージョン装置。
  5. （５）上記の高周波カルジオバージョンパルスは、１Ｋ
    Ｈｚより高い周波数で発生する特許請求の範囲第４項に
    記載の植え込み式のカルジオバージョン装置。
  6. （６）上記の高周波カルジオバージョンパルスは、１０
    ＫＨｚないし１ＭＨｚの周波数で発生する特許請求の範
    囲第５項に記載の植え込み式のカルジオバージョン装置
    。
  7. （７）植え込み式の電極を通して患者の心臓を自動的に
    カルジオバーティングする方法において、患者の不整脈
    状態を検出し、 不整脈の検出に応答して、高周波数のカルジオバージョ
    ンパルスで形成された少なくとも１つのカルジオバージ
    ョン波パケットを植え込み式の電極間に供給することに
    より心臓を自動的にカルジオバーティングするという段
    階を具備することを特徴とする方法。
  8. （８）上記の供給段階は、高周波数のカルジオバージョ
    ンパルスで形成された指数関数的に減衰する電圧波パケ
    ットを供給することより成る特許請求の範囲第７項に記
    載の方法。
  9. （９）上記カルジオバーティングの段階は、心臓を消極
    するに充分な大きさの電圧を植え込み式電極に接続しそ
    してこの電圧を所定の周波数でチョップするという段階
    を含む特許請求の範囲第７項に記載の方法。
  10. （１０）上記接続段階は、完全に充電されたキャパシタ
    を植え込み式の電極間に接続するという段階を含む特許
    請求の範囲第９項に記載の方法。
JP62115731A 1986-05-13 1987-05-12 高周波パルス供給式カルジオバ−ジョン装置 Granted JPS6329664A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/862,784 US4768512A (en) 1986-05-13 1986-05-13 Cardioverting system and method with high-frequency pulse delivery
US862784 1986-05-13

Publications (2)

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JPS6329664A true JPS6329664A (ja) 1988-02-08
JPH0412148B2 JPH0412148B2 (ja) 1992-03-03

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ID=25339342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62115731A Granted JPS6329664A (ja) 1986-05-13 1987-05-12 高周波パルス供給式カルジオバ−ジョン装置

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JP (1) JPS6329664A (ja)
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FR (1) FR2606645B1 (ja)
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