NL8701786A - Hartstimulatie pulscompensatie. - Google Patents

Description

ft· » VO 9243

Hartstimulatie pulscompensatie

De uitvinding heeft betrekking op een hartstimulator en meer in het bijzonder op een hartstimulator,welke het mogelijk maakt opgewekte potentialen zeer spoedig na het opwekken van een hartstimulus af te tasten, zelfs wanneer voor het stimuleren en aftasten dezelfde 5 elektrode wordt gebruikt.

Het opwekken van een hartstimulus geeft aanleiding tot het opslaan van ladingen in lichaamsweefsels. Voordat deze ladingen op een aanzienlijke wijze worcen gedissipeerd, is het gewoonlijk onmogelijk een elektrische activiteit af te tasten. Dit is meer in het bijzonder 10 het geval indien voor zowel stimuleren als aftasten dezelfde elektrode wordt gebruikt. Het slaan van het hart leidt tot potentialen, welke kunnen worden afgetast. Echter is voordat de ladingen, welke een gevolg zijn van een hartstimulus, voldoende zijn gedissipeerd, een betrouwbare aftasting onmogelijk omdat de potentialen die een gevolg zijn van deze 15 ladingen, veel groter zijn dan die, welke het gevolg zijn van een hartslag.

Het is bij hartstimulatoren standaardpraktijk om de aftast-versterker, welke is verbonden met een geleider waarover een hartstimulus wordt opgewekt, gedurende een aantal milliseconden te onderdrukken.

20 Dit betekent, dat de aftastversterker niet kan vaststellen, dat het hart werkelijk tengevolge van de stimulus slaat.Op een soortgelijke wijze wordt in het geval van een hartstimulator met twee kamers in het algemeen een ventriculaire onderdrukkingsperiode toegepast wanneer de ventriculaire aftastversterker begint met het opwekken van een atriale 25 stimulus; op deze wijze wordt de atriale stimulus niet bij vergissing als een ventriculaire hartslag beschouwd. Ook hier weer is voordat de ladingen, behorende bij de atriale stimulus, zijn gedissipeerd, geen ventriculaire aftasting mogelijk. Men heeft lang getracht de onder-drukkingsperioden te bekorten door het ladingsdissipatieproces te 30 versnellen, waardoor het "overspreek"-probleem wordt opgelost, dat inherent is aan een hartstimulator met twee kamers, zonder dat het aftastvermogen op schadelijke wijze wordt bainvloed.

Hiertoe is het gebruikelijk datgene te verschaffen, dat bekend staat als een actieve herlading. Een typerende hartstimulator omvat 35 in de uitgangsketen een koppelcondensator. Omdat de netto stroom 8101786 % -ί -2- door een condensator nul moet zijn, zorgt de aanwezigheid van de wisselstroomkoppeling er voor, dat aan de lichaamsweefsels geen netto lading wordt toegevoerd. De uitgangscondensator maakt in het algemeen deel uit van de pulsschakeling. De lading wordt in de condensator 5 opgeslagen en wordt dan snel over de geleider afgeleverd,wanneer een stimulus nodig is. De afgeleverde lading beweegt zich dan in tegengestelde richting door de condensator totdat de ladingen in de lichaamsweefsels zijn gedissipeerd. Teneinde de ladingsneutralisatie te versnellen, kan gebruik worden gemaakt van een "actieve" herladingsketen om de 10 uitgangscondensator via een transistorschakelaar met een spanningsbron te verbinden. Hierdoor treedt een grotere keerstroom door de condensator op en worden de in de lichaamsweefsels opgeslagen ladingen sneller gedissipeerd. Meestal worden negatieve pulsen gebruikt voor het stimuleren van het hart. Derhalve bestaat bij een actieve herladings-15 keten de stimulatieperiode uit een negatieve puls, gevolgd door een positieve puls.

Een recente ontwikkeling is die, waarbij naast een positieve naladingspuls een positieve voorladingspuls wordt geleverd. Deze methode is beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 4.343.312 en 4.373.531. 20 De totale lading, welke tijdens de twee positieve pulsen wordt toegevoerd, is gelijk aan de lading, welke tijdens de negatieve puls in tegengestelde richting wordt geleverd; op deze wijze is de netto lading gelijk nul. Ofschoon in deze twee octrooischriften niet is aangegeven waarom de aanwezigheid van een positieve voorladingspuls tezamen met 25 een positieve naladingspuls beter is dan deze laatste alleen, zelfs wanneer het gecombineerde "oppervlak" onder de beide pulsen in het eerste geval gelijk is aan "oppervlak" onder de enkele puls in het laatstgenoemde geval, is het volstrekt zeker, dat de opgeslagen ladingen sneller worden gedissipeerd. Aanvraagster1s analyse toont 30 dat de reden hiervoor te maken heeft met de door de elektrode geleverde ruimteladingen. Het proces kan worden beschouwd als een proces met drie sferische golffronten, welke afkomstig zijn uit een puntvormige bron.

De waarden van de golffronten en de afstanden daartussen kunnen zodanig worden ingesteld, dat spoedig na het afleveren van het laatste 35 golffront de netto potentiaal bij de puntvormige bron de waarde nul 8901786 £ * -3- nadert. Ongelukkigerwijs kunnen de ketens, welke in de bovengenoemde octrooischriften bij wijze van voorbeeld zijn gegeven, in de praktijk slechts lastig kunnen worden gerealiseerd.

Een oogmerk van de uitvinding is het verschaffen van een 5 stimulatiestelsel, dat met minimale regelingen, een veilige en betrouwbare aftasting van het invangen van het hart (atrium of ventricle) mogelijk maakt.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een stimulatiestelsel, dat het mogelijk maakt dat het complexe proces 10 van polarisatie-eüniinatie in geïntegreerde vorm kan worden gerealiseerd.

Een verder oogmerk van de uitvinding is het verschaffen van een stimulatiestelsel, waarin een aftasting met "enkele" uiteinde of een differentiaal aftasting van opgewekte potentialen plaatsvindt door dezelfde elementen als die, welke de elektrodepolarisatie elimineren.

15 Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een stimulatiestelsel, waarin het compenseren van elektrode-polarisatie wordt verkregen bij een enkele instelling, die dan onafhankelijk is van veranderingen in de stimulatie spanningsamplitude.

Weer een ander oogmerk van de uitvinding is het elimineren 20 van "overspreken" in een hartstimulator met twee kamers, zonder dat het aftastvermogen op schadelijke wijze wordt beïnvloed.

De werkwijze volgens de uitvinding, waarbij de na-potentiaal bij een stimulatieélektrode na het opwekken van een hartstimulus tot een minimum wordt gebracht, brengt het gebruik van een differentiaal-25 versterker voor het aftasten van de hartactiviteit met zich mede.

De stimulatie- en referentie-elektroden van de hartstimulator zijn met de ingangen van de versterker verbonden. Er wordt een stimulus met drie fasen opgewekt, waarbij de eerste en derde fase één polariteit hébben en de tweede fase de tegengestelde polariteit heeft. De eerste 30 en tweede fasen worden via een condensator geleverd en de aandrijf-spanningen, welke optreden, hebben amplituden, die in hoofdzaak evenredig zijn met elkaar. De eerste fase begint met een rustspanning over de condensator. Bij de derde fase wordt de spanning over de condensator gebruikt om een stroom door de condensator en de stimulatie-elektrode 35 te voeren, totdat de spanning over de condensator gelijk is aan de start-rustspanning.

8| 017 8 6 -4- t i

Deze methode dient te worden onderscheiden van die, welke bijvoorbeeld in de bovengenoemde octrooischriften is beschreven.

De bekende methode werkt in wezen slechts in het geval van een constante-toestand stimulatie. Aan het begin van elke stimulatie-5 cyclus is over de uitgangscondensator een initiële spanning aanwezig.

Indien de stimulatiepulsen continu met een constante snelheid worden opgewekt zal een constante toestand worden bereikt, waarbij de conden-satorspanning aan het eind van de cyclus gelijk is aan de condensator-spanning aan het begin van de cyclus. Het resultaat is, zoals gewenst, 10 een zeer snelle ladingscompensatie. Indien echter het hart niet steeds wordt gestimuleerd, neemt de condensatorspanning af tengevolge van lek over de condensator en in het gedrukte-ketenpaneel waarop de condensator is gemonteerd. Het resultaat is, dat bij het eerste aantal cycli, gedurende hetwelk het hart wordt gestimuleerd, de ladingscompensatie niet voldoende 15 is om het aftasten van opgewekte potentialen mogelijk te maken. Volgens de uitvinding echter wordt het aftasten van opgewekte potentialen mogelijk bij de eerste keer, dat het hart wordt gestimuleerd, zelfs indien het hart niet sedert uren tevoren is gestimuleerd, d.w.z., dat de voordelen van de uitvinding ook gelden voor een geïsoleerde stimulus-20 periode. Het invangen van het hart kan onmiddellijk worden afgetast, zelfs nè het opwekken van de eerste stimulatiepuls.Een andere moeilijkheid met de bekende methode is,dat de ladingscompensatie en derhalve het aftasten van een opgewekte potentiaal afhankelijk . is van de stimulus amplitude. Wanneer de amplitude bij voorbeeld onder gebruik van een 25 conventionele uitwendige programmeerinrichting wordt gewijzigd, moeten instellingen plaatsvinden bij de ladingscompensatieketen. Volgens de uitvinding geschiedt de instelling automatisch.Meer nauwkeurig behoeft zelfs geen instelling plaats te vinden.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder 30 verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: fig. 1 een bloksehema van een totale hartstimulator waarin het stelsel volgens de uitvinding kan worden opgenomen; fig. 2A en 2B, waarbij fig. 2A aan de linkerzijde van fig.2B wordt opgesteld, die illustratieve uitvoeringsvormen volgens de uit-35 vinding - de schakeling, welke in het aftast- en polarisatieregelblok 8J0 1 7 8 6 -5- JL £ van fig. 1 aanwezig is; fig. 3 een tabel, welke de werkingen van.de schakelaars van de keten volgens de figuren 2A en 2B aangeeft; fig. 4 de vorm van de stimulatiepuls met drie fasen, die door de 5 keten volgens de figuren 2A en 2B wordt opgewekt; en fig. 5-10 de operatieve componenten van de keten volgens fig. 2A en 2B welke tijdens verschillende fasen van de werking van het stelsel een rol spelen, en welke figuren van nut zijn voor een juist begrip van de werking van het stelsel doordat de aandacht wordt 10 gericht op slechts diè elementen, waarvan een juist begrip in elk geval noodzakelijk is.

De hartstimulator volgens fig.1 is in een zeer symbolisch blok-schemavorm afgebeeld. Een microprocessor 11 bestuurt alle andere blokken. Het telemetriéblok 14 is conventioneel bij de huidige hart-15 stimulatoren en maakt zowel een instelling van de hartstimulator- parameters vanuit een uitwendige programmeerinrichting als de overdracht van informatie uit de hartstimulator mogelijk, welke niet slechts indicatief is voor opgezamelde informatie, doch zelfs een signaal, dat representatief is voor het momentane aftastsignaal. In de huidige 20 geraffineerde telemetrieketens wordt rekening gehouden met de ondervraging van opgeslagen diagnostische gegevens, en het afleiden van tijds-getrouwe operationele informatie.

Het analoog-digitaal blok 12 ontvangt een signaal, ANLG-CMP genoemd, uit de aftast- en polarisatie regelaar 15. Het ANLG-CMP signaal 25 is een golfvorm met 2 niveaus bij de Q-uitgang van flip-flop 52 in fig. 2B.Zoals later zal worden beschreven, stelt de reeks bits, waaruit het signaal bestaat, toenamen en afnamen van het aftastsignaal voor.

Het A/D blok 12 beïnvloedt dit signaal onder bestuur van de microprocessor, om informatie af te leiden ten aanzien van het aftastsignaal. De 30 ANLG-CMP golfvorm wordt natuurlijk overeenkomstig de werkingen van het blok 15 bij de twee geleiders 16 afgeleid, welke zich naar het hart uitstrekken, zoals later zal worden toegelicht.

De microprocessor bezit een directe verbinding met het aftasten polarisatieregelaarblok 15, en de signalen over deze directe ver-35 binding besturen de verschillende in de figuren 2A en 2B aangegeven 8*0 170 5 -6- «. 4 schakelaars. Bovendien levert de uitgangsgenerator 13 een potentiaal over de uitgangsgeleider daarvan, die zich naar het blok 15 uit strekt.

Onder verwijzing naar de figuren 2A en 2B is de potentiaal aangeduid met O-TNK. Deze potentiaal stelt de waarde van de negatieve fase van de 5 stimulatie puls voor. Zoals later zal worden toegelicht, maakt de schakeling volgens de figuren 2A en 2B, welke overeenkomt met het blok 15 van fig. 1, een snelle ladingscompensatie mogelijk onafhankelijk van de waarde van het O-TNK-signaal.

De keten volgens figuren 2A en 2B is met getrokken lijnen en 10 stippellijnen aangegeven. De getrokken lijnen stellen die elementen voor, welke zich bevinden in de geïntegreerde keten, en zich in het inwendige van het blok 15 van fïg.1 bevinden. De stippellijnen zijn de uitwendige componenten, welke te groot zijn om op het plaatje te worden vervaardigd. Verbindingen met de geïntegreerde keten vinden plaats via 15 de pennen welke in de tekening zijn aangegeven. Zo is bijvoorbeeld aan de bovenzijde van fig. 2A een condensator 20 met stippellijnen aangegeven. Deze condensator van 0,15 ynF is te groot om op de geïntegreerde keten te worden vervaardigd. In verband hiermede heeft deze condensator de vorm van een uitwendige component, welke is aan-20 gesloten over de geïntegreerde ketenpamen PA-REF en PA-IN (welke aanduidingen een voorversterker referentiepen en een voorversterker ingangspen aangeven).

Voordat de werking van de keten wordt beschreven, is het van nut een paar algemene opmerkingen te maken. Er zijn 22 schakelaars aan-25 wezig, welke zijn aangeduid met !3W1 t/m SW22..Afhankelijk van de modus volgens welke het blok 15 volgens wordt bedreven, als bepaald door de microprocessor 11, zijn sommige van de schakelaars open en zijn andere gesloten. Fig. 3 geeft die schakelaars aan, welke bij elke bedrijfsmodus open en gesloten zijn. Het is duidelijk, dat alle 30 schakelaars bestaan uit actieve ketens op het geïntegreerde-ketenplaatje.

Onder verwijzing naar fig. 2A is de pen 28 met de A-draad verbonden en is de PACE-pen via de uitwendige condensator 26 met de A-draad verbonden. De A-draad is de geleider welke met de elektrode in het hart is verbonden, die de negatieve stimulus levert. Opgemerkt wordt, dat 35 er twee pennen zijn, welke zijn aangeduid met Huls en B-draad. Indien 810 17 8 6 -7- * * een bipolaire geleider wordt gebruikt, kan de indifferente elektrode of de B-draad of de huls zijn. Indien een unipolaire elektrode wordt gebruikt, moet de indifferente elektrode de huls zijn. De pen» aangeduid met huls, is elektrisch met de huls verbonden; de pen, aangeduid met ^ B -draad, is slechts met de B-draad elektrode verbonden indien een bipolaire geleider wordt gebruikt. In het geval, dat een bipolaire geleider wordt gebruikt, zijn het de posities van schakelaars 1 t/m 4, welke bepalen welke van de twee mogelijke indifferente elektroden (huls of B-draad) operatief is.

Opgemerkt wordt, dat als aangegeven in de tabel volgens fig. 3 de schakelaars 5,6,7,19 en 20 alle tezamen open of gesloten zijn.

De eerste drie schakelaars besturen de verbinding van de twee mogelijke anoden (huls of B-draad) en de stimulatiegeleider (A-geleider naar referentie aarde. Tijdens de ECG-verwerking (aftasting), zijn deze drie schakelaars alle gesloten, evenals de schakelaars 19 en 20. Laatstgenoemde twee schakelaars worden gesloten opdat een delta-modulator (in fig. 2B) werkt en de eerstgenoemde drie schakelaars worden gesloten om elk van de drie ingangen via een weerstand van 200K-ohm naar de referentieaarde te verbinden. Op alle andere tijdstippen zijn overeen-2Q komstig de tabel volgens fig. 3, de vijf schakelaars open. De schakelaars 19 en 20 worden open gehouden, zodat de delta modulator als een steekproef-vasthoudketen werkt. De schakelaars 5,6 en 7 worden op een soortgelijke wijze open gehouden omdat het niet gewenst is, dat er een stroom via de huls, de B-draad of de A-draad en de respec-25 tieve verbonden weerstanden van 200 K ohm naar de referentieaarde vloeit. Tijdens de verschilende fasen, welke zich voordoen bij de stimulatie, en zelfs in de alarm- en aftastinrichting aandrijfmodus, worden door de hartstimulator stroompulsen geleverd en is het niet gewenst, dat er een stroom door de weerstanden van 200 K ohm vloeit.

2Q De aanwezigheid van afzonderlijke schakelaars voor de huls- en B-draadingangen maakt het mogelijk een hartstimulator met twee kamers op te bouwen, onder gebruik van duplicaten van de keten volgens fig. 2A en 2B, waarbij de verschillende kamers zelfs met verschillende modes - unipolair of bipolair kunnen worden gestimuleerd.

35 feij het gébruik van twee van de ketens bij een hartstimulator met 8| 0 t 7 8 6 -8- • % twee kamers, zullen de schakelaars 19 en 20 in de ene keten open zijn zelfs wanneer door de andere een stimulus wordt opgewekt.; het oogmerk is het het slechts controleren van het elektrogramsignaal voor elke kamer wanneer geen enkele kamer wordt gestimuleerd, zodat het 5 slechts de hartactiviteit is, welke wordt geanalyseerd.)

De condensator 20 is een normale koppelcondensator, welke wordt gebruikt om een gelijkstroom naar de elektroden te blokkeren en te beletten, dat de verschuivingsgelijkspanning van de operationele versterker 22 wordt versterkt. De operationele versterker 22 heeft een versterking 10 met een waarde 30 wanneer de schakelaar 10 open is, hetgeen de verhouding is van de terugkoppelweerstand, tussen de uitgang van de versterker en de min-ingang, en de ingangsimpedantie welke met de min-ingang is verbonden. De operationele versterker dient om de twee signalen bij de min- en plusingangen daarvan te egaliseren. In de praktijk is het 15 evenwel niet mogelijk dit te bereiken en derhalve is een kleine ver-schuivingsspanning over de plus- en minus-ingangen van de operationele versterker 22 aanwezig. Deze verschuivingsspanning wordt op de condensatoren 20 en 26 opgeslagen.

De condensator 26 is het standaard-type wisselstroomkoppelcondensator 20 voor het opwekken van de stimulus. Fig. 4 toont de vorm van de stimulus met drie fasen, zoals deze op de PACE-pen optreedt. De positieve voorladingspuls heeft de vorm van een hellende golf. Ofschoon een hellende golf niet essentieel is, verdient deze de voorkeur omdat empirisch is aangetoond, dat de werking van de keten minder afhankelijk is van de 25 stimulus amplitude wanneer een hellende voorladingspuls wordt gebruikt in plaats van een rechthoekige voorladingspuls. Voorts wordt het normaliter aanvaard, dat een scherpe positieve puls tachycardia waarschijnlijker trekt indien deze puls tijdens een T-golf wordt toegevoerd,.

De uitvinding is evenwel niet beperkt tot het gebruik van een hellende 30 spanningskromme voor de voorlaadpuls. Op een soortgelijke wijze is het bekend, dat een slag kan worden getrokken met een positieve puls en derhalve kunnnen de polariteiten van de drie fasen van de in fig. 4 af geheelde stimulus worden omgekeerd. Het verdient evenwel de voorkeur, dat de centrale fase negatief is, zoals aangegeven, omdat in het algemeen wordt 35 onderkend, dat minder energie nodig is om het hart te stimuleren indien 8f 0 f ~ s e -9.- '* i een negatieve stimulus wordt gebruikt.

De amplitude van de stimulus is de grootte van de vertikale lijn in fig. 4 tussen de horizontale basislijn en het onderste punt van de negatieve stimulus. Deze grootte is aangegeven met O-TNK, 5 en wordt bepaald door de waarde van het potentiaal in het knooppunt 24.

Deze potentiaal kan bij de illustratieve uitvoeringsvorm volgens de uitvinding variëren tussen 0 en 7,5 volt. (Het knooppunt 24 is niet weergegeven als een pen.De reden hiervoor is, dat bij de werkelijke realisatie van het stelsel volgens fig. 1, het niet nodig is, 10 dat de scheidingen tussen de blokken 12,13 en 15 niet precies zijn, zoals is aangegeven. De O-TNK-potentiaal in het knooppunt 24 kan worden afgeleid uit nog andere ketens, welke aanwezig zijn op hetzelfde plaatje, dat de keten volgens fig. 2A en 2B bevat, doch deze elementen zijn voor een juist begrip van de uitvinding niet van belang. Derhalve 15 is de operatieve ingang op een eenvoudige wijze aangegeven met O-TNK bij een knooppunt 24 , zonder aandacht te besteden aan de verdere tussen het knooppunt en de ingangspennen verbonden elementen.Op een soortgelijke wijze kan bij de werkelijke realisatie volgens de uitvinding de schakeling aan het verste rechte einde van fig. 2B, welke de ver-20 gelijkingsinrichting 50 en de stroombronnen 38 en 40 omvat, in werkelijkheid zijn opgenomen in het A/D blok 12 van fig. 1.

De uitvinding heeft niets te maken met de bepaalde ketenscheiding welke wordt toegepast.)

De O-TNK-waarde kan worden vastgelegd door een uitwendige 25 programmeerinrichting. Het is ook mogelijk energie op te slaan indien de microprocessor veroorzaakt dat de stimulus amplitude de drempelwaarde volgt. Op welke wijze de O-TNK-grootte wordt bepaald is van geen belang voor het gebruik van de uitvinding. Evenwel wordt aangenomen, dat de O-TNK-potentiaal wordt afgenomen uit de condensator.

30 In een dergelijk geval zal de condensator tijdens het aanleggen van de negatieve stimulus iets worden ontladen. Dit is waarom fig. 4 aangeeft, dat de negatieve puls iets in grootte afneemt tijdens de stimulus.

De golfvorm volgens fig.4 is niet op schaal getekend.De voorlaad-periode heeft een duur van ongeveer 3 millisec, het nalaadinterval heeft 35 een duur van ongeveer 8 millisec, de breedte van de negatieve stimulus bedraagt ongeveer 0,5 millisec en een onderdrukkingsinterval van 8| 0 'i 7 8 6 -10- 300 microsec ( om het mogelijk te maken, dat de keten zich na omschakeling instelt) volgt de totale cyclus. De golfvorm stelt de potentiaal op de PACE-pen voor.

De condensator 32, welke met de RMP-CAP-pen is verbonden, dient 5 voor het opwekken van de hellingsgolfvorm, die de vorm van de in fig. 4 afgeheelde voorladingspuls bestuurt. Ofschoon de condensator slechts een waarde van 3nF heeft, is de condensator nog steeds te groot om te worden geïntegreerd en vormt deze derhalve een uitwendige component.

De condensator 30, welke als een ladingspomp dient, zoals later 10 zal worden beschreven, is voldoende klein om te worden geïntegreerd.

De ALERT-pen links onder in fig. 2A wordt gebruikt voor het aandrijven van een piezoelektrisch kristal, dat als een audio-alarm-inrichting dient. De ALERT-keten is van geen belang voor de uitvinding en is slechts weergegeven omdat deze deel uitmaakt van de geïntegreerde 15 keten. De patient hoort in werkelijkheid een pieptoon en wordt gewaarschuwd om medische aandacht te vragen. De dokter programmeert de microprocessor om de alarminrichting onder bepaalde omstandigheden te trekken.Om de alarminrichting werkelijk in werking te stellen, beïnvloedt de microprocessor afwisselend de schakelaars 21 en 22. Bij 20 de illustratieve uitvoering volgens de uitvinding, is het de O-TNK spanning in het knooppunt 24, welke in werkelijkheid het kristal aandrijft.

Onder verwijzing naar fig. 3 blijkt, dat wanneer de ALERT-pen hoog moet worden gedreven, de schakelaar 21 wordt gesloten en wanneer de pen laag moet worden gedreven, de schakelaar 22 wordt gesloten, zodat de 25 pen met aarde van de keten kan worden verbonden. De schakelaar 1 wordt tijdens de ALERT-reeks gesloten; de huls wordt geaard en derhalve verloopt de teruggaande baan voor de stroom over de huls. Alle andere schakelaars (behalve de schakelaars 11,13,17 en 18 - welke later zullen worden beschreven) zijn open; in de tabel volgens fig".3 30 is de afwezigheid van een codeletter indicatief voor het feit, dat de respectieve schakelaar open is.

Wat betreft de tabel volgens fig. 3 zelf, zullen de schakel-toestanden, welke zijn weergegeven, duidelijk zijn wanneer de gedetailleerde werking van het stelsel wordt beschreven.De verschillende bedrijfs-35 modes dienen evenwel te worden bezien voordat de gedetailleerde schakeling wordt beschouwd.De ECG-verwerkingsmodus stelt de conventionele aftasting βγ 0 17 8 6 -11- voor. De onderdrukkingsmodus stelt de toestand van de schakelaars voor gedurende de tijd, dat de aftasting na een stimulusperiode is uitgeschakeld.

De vier fasen van een stimuluspuls, als weergegeven in fig. 4, 5 zijn afzonderlijk aangegeven in de tabel volgens fig. 3 - Voorlading, Stimulus, Actieve Nalading si Onderdrukking. Ofschoon het juist is, dat de aftastversterker tijdens het opwekken van de stimulus wordt onderdrukt, gelden de invoeren in de tabel voor de onderdrukkingsmodus slechts wanneer de andere invoeren dit niet doen, bijvoorbeeld 10 wanneer de aftasting buiten werking moet worden gesteld zelfs in afwezigheid van stimulatie.

De Passieve Naladingsmodus wordt normaliter niet gebruikt.

In het geval evenwel, dat de Actieve Nalading niet gewenst is, kan de Passieve Nalading worden gebruikt, zoals later zal worden beschreven.

15 De Alert Drive High and Alert Drive Low-bedrijfsmodes zijn reeds beschreven.De laatste twee modes zijn dezelfde en hebben te maken met aftastfuncties. Zo kan bijvoorbeeld periodiek bijvoorbeeld tien maal per seconde een aftastinrichting, welke behoort bij de respiratie van de patient, worden ondervraagd.Zie bijvoorbeeld de 20 Amerikaanse octrooiaanvrage Serial no. 787.125.in de tabel volgens fig. 3 zijn twee verschillende bedrijfsmodes aangegeven omdat de aandrijving voor de aftastinrichting kan plaatsvinden via de huls of de B-draad, en een van de schakelaars 1 of 2 voor dit doel is gesloten» 25 Terugkerende tot de algemene omschrijving van de keten volgens

fig. 2A en 2B, is het weerstandsnetwerk aan de linkerzijde van fig.2B

een normaal R-2R-netwerk van het laddertype, met standaard binaire wegingen. Het netwerk dient als dempingsinrichting en bestuurt derhalve de aftastgevoeligheid. Een register van 8 bits (niet weergegeven) wordt 30 door de microprocessor zodanig ingesteld, dat de gevoeligheid wordt gere-van geld en de 8 schakelaars in het laddemetwerk worden de posities bestuurd door de bits in dit register. De gevoeligheid kan worden geprogrammeerd door de dokter, of kan automatisch door de microprocessor worden ingesteld. In het algemeen kan, indien de gevoeligheid te laag 35 is, geen hartslag worden afgetast; indien de gevoeligheid te groot is, 810 178 6 -12- kan ruis op onjuiste wijze als een hartslag worden geïnterpreteerd.

De automatische gevoeligheidsinstelling is niet van belang voor de uitvinding en de demping sinrichting volgens fig.2B is slechts weergegeven omdat deze zich bevindt in de geïntegreerde keten, waarin de uitvinding is gerealiseerd.

In fig. 2B zijn drie condensatoren 54,56 en 60, en weerstand 58 aanwezig, die alle uitwendige componenten zijn. Deze elementen zijn verbonden tussen drie pennen, PCMP-IN (positieve vergelijkingsinrichtingsingang NCPM-IN (negatieve vergelijkingsinrichtingsingang), en FIL-IN (filter-10 ingang). In de met deze aanvrage samenhangende aanvrage van dezelfde datum zijn deze vier uitwendige componenten beschreven. De vier componenten en de uitgangsimpedantie van de dempingsinrichting werken als een standaardbanddoorlaatfilter, zoals men dit gewoonlijk aantreft in een aftastversterker van een hartstimulator, en tevens in een delta-modulator. De condensatoren zijn uitwendig omdat zij te groot zijn om te worden geïntegreerd. De weerstand 58 is eveneens een uitwendige component omdat hierdoor de waarde daarvan beter kan worden geregeld.

Bij de illustratieve uitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt een type delta-modulatie toegepast. Het Q-uitgangssignaal van de 2Q flip-flop 52, toegevoerd aan het knooppunt ANLG-CKP, is een signaal met twee niveaus, dat wordt afgeleid uit het signaal bij de A-draad na demping door het laddernetwerk. Het ingangssignaal wordt aan de plusingang van de vergelijkingsinrichting 50 toegevoerd. De uitgangsreeks volgt het ingangssignaal in die zin, dat het uitgangssignaal een 1 voorstelt wanneer het ingangssignaal toeneemt en 0'voorstelt wanneer het ingangssignaal afneemt. Wanneer het ingangssignaal niet verandert, wisselen de uitgangsbits in waarde.De delta-modulatiemethode in zijn algemeen is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.466.440. Voorts wordt verwezen naar de Amerikaanse octrooischriften 30 No. 4.448.196, 4.509.529 en 4.527.133.

Het ingangssignaal, dat door een delta modulator wordt beïnvloed kan worden gereconstrueerd doordat bij elke bit-steekproef een stap met vaste afmeting optreedt, waarbij de richting van de stap afhankelijk is van de bitstfeekproefwaarde. Zo lang als de deltamodulator met een voldoend gróte snelheid werkt, zal het gereconstrueerde signaal het ingangs-signaal volgen. Voordat wordt voortgegaan met een omschrijving van de ejö1783 > — -13- uitvinding zal de delta modulator, weergegeven in fig. 2B, worden beschreven.

De kern van de delta modulator is de vergelijkingsinrichting 50, de flip-flop 52, en twee tegengesteld gepoolde stroom-5 bronnen 38 en 40, die tussen de negatieve en positieve spanningsbronnen zijn verbonden. De uitgangssignalen van de flip-flop besturen schakelaars 46 en 48. (Ofschoon niet weergegeven, is het mogelijk beide schakelaars buiten werking te stellen door in de lijnen 42 en 44 een besturingspoort op te nemen; deze lijnen zijn slechts 10 symbolisch en stellen de flip-flop besturing over de poorten 46 en 48 voor). Wanneer de schakelaar 46 is gesloten, vloeit de stroom over de constante-stroombron 38; wanneer de schakelaar 48 is gesloten vloeit de stroom over de constante stroombron 40.

De werking van een delta modulator kan het best worden begrepen 15 door eerst een andere keten te beschouwen, in welke keten het ingangssignaal uit de dempingsinrichting via de condensator 54 aan de minus-in-gang van de vergelijkingsinrichting 50 wordt toegevoerd, zoals is aangegeven, doch waarbij de plus-ingang van de vergelijkingsinrichting is aangesloten op een referentiepotentiaal en voorts ten opzichte van de 20 keten is afgeschakeld. Bij wijze van voorbeeld wordt verondersteld, dat het ingangssignaal van een rustniveau begint af te nemen. Hierdoor heeft de potentiaal op de minus-ingang van de vergelijkingsinrichting de neiging om af te nemen en wordt het uitgangssignaal van de vergelijkingsinrichting hoog.De D-ingang van de flip-flop 52 is derhalve hoog 25 en de volgende klokpuls van 32K veroorzaakt, dat de Q-uitgang van de flip-flop hoog wordt. De schakelaar 48 sluit en er vloeit stroom vanuit de bron 40 naar links over de condensator 54. Hierdoor bestaat de neiging de potentiaal op de minus-ingang van de vergelijkingsinrichting terug te brengen tot het referentieniveau. Op een soortgelijke wijze sluit 30 de schakelaar 46 voor het besturen van een stroom van links naar rechts over de condensator wanneer het ingangssignaal vanuit een rustniveau toeneemt en het uitgangssignaal van de vergelijkingsinrichting 50 wordt laag om de flip-flop 52 terug te stellen. De toestand van de flip-flop wordt overeenkomstig de stroom bits steek-35 proef bestuurd. Aangezien de twee uitgangssignalen van de flip-flop

8 ? 0 1 7 C C

-14-

« V

stromen uit respectieve stroombronnen besturen/ stelt het uitgangssignaal van de vergelijkingsinrichting niet slechts een bitsteekproef voor, welke indicatief is voor de wijze waarop het ingangssignaal verandert, doch bestuurt deze ook de stroombronnen zoals nodig is.

5 De minus-ingang van de vergelijkingsinrichting vormt een virtuele aarde. Deze wordt door de terugkoppelwerking op de referentie-potentiaal gehouden, welke aan de positieve ingang van de vergelijkingsinrichting wordt aangelegd. De condensator 54 wordt door de stroombronnen zodanig geladen en ontladen, dat bij de potentiaal op de uitgang van de 10 dempingsinrichting een condensator potentiaal wordt opgeteld of daarvan wordt afgetrokken een en ander zodanig, dat het resulterende niveau op de minus-ingang van de vergelijkingsinrichting gelijk is aan de referentiepotentiaal. Indien een constante toestand is bereikt waarbij afwisselende 0- en 1-bit-steekproeven in het ANLG-CMP-uitgangs-15 knooppunten optreden, en een plotselinge verandering in potentiaal op de uitgang van de dempingsinrichting optreedt, zal een aantal bit-steekproeven van dezelfde waarde worden opgewekt totdat de condensator is geladen of ontladen in een mate, waarbij de verandering aan de uitgang van de dempingsinrichting wordt gecompenseerd. Het aantal 20 bit-steekproeven met constante waarde op de uitgang van de delta modulator stelt derhalve de waarde van de verandering van het ingangssignaal voor, waarbij de waarde van de uitgangsbits de richting van de verandering voorstelt.

In plaats van de plus-ingang op de referentiepotentiaal 25 aan te sluiten, zoals juist is beschreven, wordt volgens de uitvinding de plus-ingang van de vergelijkingsinrichting met de ingang verbonden. Voorts worden de condensatoren 56 en 60 en de weerstand 58 volgens de uitvinding over de ingangen van de vergelijkingsinrichting verbonden.

De meeste hartstimulatoren en aftastversterkers bezitten een banddoorlaat-30 filter bestaande uit twee condensatoren en twee weerstanden. Het typerende banddoorlaatfilter omvat echter ook een versterker. Teneinde een Q-waarde van het filter te verkrijgen, welke groter is dan 1, moeten öf zelfinducties worden gebruikt of is een versterker nodig.

Een delta modulator vereist ook een versterker en een condensator.

35 Wat betreft de keten volgens fig. 2B, is geen besparing aan componenten 8901786 -15- aanwezig aangezien een delta modulator (welke een condensator vereist) en een filter (dat 2 condensators en 2 weerstanden vereist) nog steeds hetzelfde aantal componenten als aangegeven in de tekening zou vereisen - drie condensatoren en twee weerstanden. De besparing 5 ligt in het gebruik van een enkele versterker, de vergelijkingsinrich-ting 50, in plaats van de twee, welke anders nodig zouden zijn - een voor de delta modulator en de andere voor het filter. Het hoofdvoordeel van het verkrijgen van zowel de delta modulator- als filterfuncties onder gebruik van een enkele actieve inrichting is, dat minder energie 10 nodig is om de hartstimulator te bedrijven.

Wat betreft de delta modulator zijn de details van de werking daarvan voor een juist begrip van de uitvinding niet noodzakelijk.

In wezen kan de keten volgens fig. 2B in algemene termen worden beschouwd als een dempingsinrichting, gevolgd door een delta modulator, 15 Het enige, dat men ten aanzien van de keten moet weten is, dat de schakelaars 19 en 20 beide open zijn op alle tijdstippen, behalve tijdens het aftasten, als aangegeven in de tabel volgens fig. 3.

Dit geschiedt om een verandering in de spanning over de condensatoren te beletten, waarbij de delta modulator derhalve dient als een steek-20 proef- en vasthoudketen tijdens de onderdrukking en wanneer de activiteit, welke moet plaatsvinden, verschilt van de standaard aftasting.

Hetgeen plaatsvindt tijdens de ECG-verwerkingsmodus is weergegeven in fig. 5. De opbouw volgens fig. 5 wordt in de andere figuren gevolgd. Slechts die componenten zijn weergegeven, welke voor een juist 25 begrip van de werking, welke zal worden beschreven, van belang zijn.

(De delta modulator zelf is weergegeven als zijnde voorzien van een enkele schakelaar om elk van de stroombronnen naar de condensator 54 terwille van de eenvoud te verbinden. Op een soortgelijke wijze is de dempingsinrichting aan de linker zijde van de fig. 2B als een blok 36 30 in fig. 5 afgebeeld). Ten aanzien van de huls- en B-draadpennen volgens fig. 2A zijn deze in fig. 5 in een andere vorm weergegeven.

Een daarvan dient als de anode en de andere is datgene, dat kan worden betiteld als een"niet-gebruikte anode". De huls of de B-draad is in elk geval de anode, afhankelijk van de posities van de schakelaars 3 en 4. 35 Onder verwijzing naar fig. 3 wordt opgemerkt, dat tijdens de ECG-verwer-king de beide schakelaars 1 en 2 open zijn. Op een soortgelijke wijze 8p178 6 -16- zijn de beide schakelaars 5 en 6 gesloten. Zoals weergegeven in fig. 2A wordt derhalve elk van de twee mogelijke anodes via een weerstand van 200 K ohm met referentieaarde verbonden. Welke van de twee anodes met de PA-REF-pen wordt verbonden is afhankelijk van het feit, welke van 5 de schakelaars 3 en 4 is gesloten. Zoals aangegeven in fig. 3 is in het geval van unipolaire aftasting, waarbij de huls als de anode dient, de schakelaar 3 gesloten en de schakelaar 4 open.Daarentegen is bij een bipolaire aftasting de schakelaar 4 gesloten en de schakelaar 3 open.

In beide gevallen is de effectieve anode over een weerstand van 200 K ohm 10 aan referentieaarde met de condensator 20 verbonden. Deze weerstand van 200 K ohm en de met de A-draad 28 in fig.2A verbonden weerstand van 200K ohm behoeden, dat de elektroden een drift van meer dan een paar millivolt ten opzichte van het aardpotentiaal vertonen.

De operationele versterker 22 is uitgevoerd als een standaard 15 differentiaalketen met een wisselstroomcondensator 20 doch met één belangrijk verschil. In verband met de weerstand van 3M ohm, welke tussen de uitgang van de versterker en minus-ingang is verbonden, en de aanwezigheid van een weerstand van 100K ohm aan de ingang, bedraagt de versterking van de versterker 30. De plus-ingang van de versterker 20 is op een soortgelijke wijze voorzien van een weerstand van 100K ohm en een weerstand van 3M ohm, verbonden met aarde.Bij deze standaard configuratie zal indien aan het linker eind van elk van de weerstanden van 100K ohm dezelfde potentiaalverandering optreedt, geen verandering in het uitgangssignaal van de versterker optreden. Hetgeen ongebruikelijk 25 is ten aanzien van de keten volgens fig. 5 is de weerstand van 3M ohm die tussen de Pace-pen en condensator 20 is verbonden. Er bestaat een kleine verschuivingsspanning tussen de plus- en minusingangen van de operationele versterker 22. De stroom vloeit over de condensator 26 in fig. 5 totdat de condensator tot deze verschuivingsspanning is 30 geladen (de condensator wordt in werkelijkheid geladen tot de verschuivingsspanning plus 1/32 maal de A-draadspanning tengevolge van de spanningsdeelrelatie van de met de plus-ingang verbonden weerstanden. Een potentiaal van 1/31 van de A-draadspanning bedraagt meer in het bijzonder een paar microvolt en kan buiten beschouwing worden gela-35 ten). De reden om de verschuivingsspanning over de condensator te onderhouden 8^01786 -17- zal uit het volgende blijken.

Afgezien van deze niet-conventionele verbinding van de condensator 26 is de werking van de keten relatief direct. Er wordt een differentiaalversterkerketen gebruikt voor het afleiden van een elektrode 5 gramsignaal, dat dan wordt gedempt; na de demping beïnvloedt de delta modulator het signaal op een wijze welke wat betreft de uitvinding conventioneel is.

Opgemerkt wordt, dat overeenkomstig de tabel volgens fig. 3 tijdens de ECG-verwerking de schakelaar 11 is gesloten; hierdoor kan 10 de A-draad met de plus-ingang van de operationele versterker 22 worden verbonden, zodat een aftasting kan plaatsvinden. De schakelaar 13 wordt gesloten om de hellingscondensator 32 met referentie-aarde te verbinden. Dit is aangegeven in fig. 5. De condensator wordt ontladen gehouden in voorbereiding voor het opwekken van een hellings-15 spanning, die op zijn beurt de vorm van de voorlaadpuls zal besturen.

De schakelaars 17 en 18 zijn beide gesloten, zodat de condensator 30 tussen referentieaarde en de O-TNK-potentiaal is verbonden. De condensator 30 dient als een ladingspomp, zoals later zal worden beschreven, en wordt initieel op de O-TNK-potentiaal gehouden totdat deze 20 nodig is.

Verwijzende naar de tabel volgens fig. 3 is de volgende bedrijf smodus die van de onderdrukking en deze modus is weergegeven in fig. 6. Omdat de schakelaar 19 open is, is de delta modulator in wezen afgeschakeld van de dempingsinrichting. Omdat de schakelaar 20 open 25 is, worden de condensatorpotentialen van delta modulator eenvoudig vastgehouden. Opgemerkt wordt, dat geen van de stroombronnen 38 en 40 is weergegeven als zijnde verbonden met de condensator 54 tijdens de onderdrukking. Ofschoon de flip-flop 52 nog steeds wordt geklokt, wordt geen stroombron met de condensator verbonden.(Men zal zich her-30 inneren, dat in verband met de besturingslijnen 42 en 44 van fig. 2B

is opgemerkt, dat de beide schakelaars 46 en 48 kunnen worden open gehouden.

Ofschoon de afbeelding volgens fig. 6 bestemd is om aan te geven datgene dat tijdens het onderdrukken plaatsvindt, zijn de anodenverbindingen zodanig aangegeven, dat ook de alarm- en aftastinrichtings-35 modes zijn aangegeven. Tijdens de onderdrukking zijn alle schakelaars 1 t/m 6 open en derhalve zijn de twee mogelijke anoden afgeschakeld 67 0’ l o -18- ten opzichte van de keten. Afhankelijk van het feit of een unipolaire of bipolaire geleider wordt toegepast, wordt een van de twee mogelijke anoden in zijn geheel afgeschakeld. Doch zelfs de andere anode wordt ook afgeschakeld wanneer de aftasting wordt onderdrukt. De indicatie 5 "of ander kanaal" in de aanduiding voor de operatieve anode is bedoeld om te impliceren dat indien een hartstimulator met twee kamers volgens de uitvinding wordt opgébouwd, de bij een kamer behorende anode wordt onderdrukt zelfs wanneer het andere kanaal een stiraulatiewerking uitvoert. De anode aanduiding in fig. 6 geeft ook aan, dat de anode 10 welke wordt gebruikt tijdens de alarm- en aftastinrichtingsfuncties is geaard. Dit is een gevolg van het feit, dat een van de schakelaars 1 of 2 is gesloten, zoals aangegeven in de tabel volgens fij.3; derhalve wordt voorzien in een terugleicfeigsbaan voor de stroom, welke wordt gebruikt voor de "alert- of aftastfunctie". (Tijdens de alert-modus 15 wordt de schakelaar 1 gesloten , zodat de stroom terugkeert via de huls.

Het voor de alert-toon gebruikte piezo-elektrische kristal is aan de binnenzijde van de huls gemonteerd en dat is de reden, waarom de huls voor de terugvoer van de stroom wordt gebruikt. Bij de aftastmodus evenwel kan de teruggaande baan zich over de huls of de B-draad 20 uitstrekken. Verwezen wordt naar de bovengenoemde Amerikaanse octrooiaanvrage Serial No. 787.125. De B-draad bevindt zich in de kern en derhalve maakt het gebruik van de B-draad als de anode een betere meting van een klein volume mogelijk. Indien alles, dat gewenst is, een meting van de resperatore snelheid is, verdient het evenwel de 25 voorkeur de huls als de anode te gebruiken).

Tijdens de onderdrukking is de hellingscondensator 32 nog steeds aan beide uiteinden met referentieaarde verbonden en treedt de O-TINK potentiaal nog steeds over de pompcondensator 30 op . Wanneer het stelsel wordt onderdrukt, worden potentiaalveranderingen op de A-draad 30 aan de uitgang van de versterker 22 gereflecteerd. Zij hebben evenwel geen invloed op de werking van het stelsel omdat de aftasting is onderdrukt.

De condensator 26 blijft geladen tot de verschuivingsspanning van de versterker 22. In het geval, dat aan het eind van het conventionele ontsnappingsinterval geen hartslag wordt gedetecteerd, wordt een hartsti-35 mulus opgewekt. De drie fasen van de stimulus zijn weergegeven in fig.4.

S¥ 0 17 8 6 -19-

De eerste fase staat bekend als de voorlading en.de equivalente keten gedurende deze bedrijfsfase is weergegeven in fig. 7. Verwijzende naar fig.2A en de tabel volgens fig. 3, wordt een van de schakelaars 1 of 2 gesloten, zodat de operatieve anode met de aarde wordt verbonden.

5 Omdat de schakelaar 10 in fig. 2A is gesloten, wordt de weerstand in de terugkoppelbaan van de versterker 22 kortgesloten. Dat is de reden, waarom de uitgang van de versterker 22 in fig. 7 is weergegeven als zijnde direct verbonden met de minus-ingang. Wanneer de schakelaar 12 is gesloten is de hellingscondensator 32 tussen de plus-ingang van 10 de versterker en de aarde verbonden. Voorts is, als aangegeven in de tabel volgens fig. 3 de schakelaar 14 gesloten, zodat de condensator 26 met de uitgang van de versterker is verbonden. Wat betreft een juist, begrip van de configuratie volgens fig. 7, blijft over het beschouwen van de schakelaars 15-18.Zoals aangegeven in de tabel volgens 15 fig.3, worden de schakelaars 15 en 16 gesloten wanneer de schakelaars 17 en 18 open zijn en omgekeerd. De twee paren schakelaars veranderen van toestand onder bestuur van het 32K kloksignaal. Onder verwijzing naar fig.2A wordt opgemerkt, dat wanneer de schakelaars 17 en 18 zijn gesloten, de pompcondensator tussen de potentiaal 0-TNK en aarde 20 is verbonden. Wanneer de schakelaars 15 en 16 zijn gesloten is de condensator tussen de plusingang van de versterker en de uitgang verbonden.

Wanneer de pompcondensator 30 tussen aarde en het 0-TNK knooppunt is verbonden, wordt de rechter zijde van de condensator negatief 25 geladen. (O-TNK is een negatieve potentiaal). Wanneer de verschillende schakelaars hun cyclus uitvoeren, zodat de condensator over de operationele versterker wordt verbonden als aangegeven in fig. 7, werkt de versterker zelf als een buffer met de eenheidversterking aangezien de uitgang met de minusingang daarvan is verbonden. De stroom vloeit 30 over de condensator 30, naar rechts naar links en via de hellingscondensator 32 om deze positief te laden. Door de stroom wordt de pompcondensator 30 ontladen en de hellingscondensator geladen totdat de pompcondensator is ontladen. De gehele lading op de pompcondensator wordt overgedragen naar de hellingscondensator. Wanneer wordt aangenomen 35 dat de potentiaal O-TNK aanwezig is over een condensator van 6,8 yuF, 8|Ö1786 -20- wordt de volle spanning naar de pompcondensator overgedragen. De naar de hellingscondensator overgedragen potentiaal is evenwel omgekeerd evenredig met de relatieve capaciteiten van de hellings- en pompconden-satoren. Met de aangegeven waarden bedraagt elke stap van de helling 5 1/300 van de potentiaal O-TNK.De grootte van de stap blijft in hoofd zaak constant.De helling is afhankelijk van zowel de snelheid waarmede de stappen worden uitgevoerd d.w.z. de 32K-klok als de grootte van de stap.

De hellingspotentiaal, welke over de condensator 32 wordt 10 opgewekt, wordt door de versterker '22 zodanig gebufferd, dat over de condensator 26 aan de A-draad een positieve potentiaal wordt aangelegd. De duur van de’ voorladingspuls wordt bepaald door de microprocessor .Voor elk type geleider kan de voorladingsperiode door testen in het laboratorium worden bepaald; de oppervlaktecapaciteit 15 van een elektrode varieert met het materiaal waaruit de elektrode is vervaardigd en de wijze waarop dit materiaal is behandeld. De stimulus volgens fig.4 kan over een willekeurige geleider aan een zoutoplossing worden toegevoerd. Door de ANLG-CMP-puls reeks weer om te zetten in een analoog signaal, kan de voorladingsduur zodanig worden inge-20 steld dat op de geleider een minimale potentiaal optreedt na het naladingsinterval van 8 millisec.,zoals later zal worden beschreven.

De naladingsduur wordt op een willekeurige wijze gekozen bij 8 millisec, aangezien dit voldoende kort is om het mogelijk te maken, dat het opgewekte signaal wordt afgetast.Bij een naladingsduur van 8 millisec.

25 bedraagt een typerende voorladingsperiode ongeveer 3 millisec.

(Het is duidelijk dat de verschillende fasen van fig. 4 niet op schaal zijn getekend).

De operationele versterker reproduceert tijdens de voorladings-bedrijfsmodus de hellingspotentiaal, die over de condensator 32 wordt 30 opgewekt, doch dit geschiedt bij een geringe uitgangsimpedantie, zodat naar de A-draad een stroom wordt gevoerd. De condensator 26 moet in staat zijn een keerspanning van ongeveer 3 volt uit te houden; bij een VDD-voedingsspanning van 2,8 volt is de maximale operationele-versterker uitgangsspanning kleiner dan 3 volt. Initieel is over de 35 condensator 26 een verschuivingspotentiaal aanwezig, zoals onder verwijzing naar fig.5 is beschreven. De verschuivingspotentiaal 8|0 1; c ..

-21- kan elke polariteit hebben. De spanning over de condensator kan van polariteit wisselen, wanneer de condensator tijdens de voorlaadfase wordt geladen.

Bij een te programmeren hartstimulator is een van de parameters 5 welke een dokter mag regelen, de duur van de voorlading (ofschoon dit in de tekening niet is weergegeven). Bij telemetrie kan de dokter het elektrogram signaal, dat wordt afgetast, waarnemen. De dokter kan de stimuluspulsamplitude geleidelijk reduceren wanneer hij het afgetaste signaal waarneemt totdat het invangen verloren gaat.

10 Op dat moment is datgene, dat hij waarneemt na de voorladingsperiode, de artifact, welke 8 millisec na het opwekken van een stimulus wordt afgetast. Het voorladingsinterval kan dan zodanig worden ingesteld, dat de artifact tot een minimum wordt teruggebracht. Het is voorts de bedoeling, dat de gehele reeks wordt geautomatiseerd, zodat de 15 hartstimulator automatisch de duur van de voorladingsperiode instelt. Zoals later zal worden beschreven maakt de schakeling volgens de uitvinding een automatische ladingscompensatie mogelijk, onafhankelijk van de amplitude van de stimulatiepuls, d.w.z. onafhankelijk van de grootte van de potentiaal 0-TNK. Hierdoor wordt evenwel de artifact 20 na de voorladingsperiode niet geëlimineerd. Hetgeen hiervoor nodig is, is, dat de ladingen, die tijdens de twee positieve fasen worden geleverd, een zodanige verhouding hebben, zodat de potentiaal bij de puntvormige bron een waarde nul heeft. Het is te verwachten, dat in de toekomst mechanismen zullen worden ontwikkeld om het mogelijk te maken, dat 25 de hartstimulator de relatieve ladingsniveaus, die tijdens de twee positieve fasen optreden, automatisch instelt om het aftasten van een opgewekt signaal na de voorladingsfase te verbeteren.

De werking van de keten tijdens de stimulusfase is weergegeven in fig. 8. Onder verwijzing naar de tabel volgens fig. 3 zal 30 worden opgemerkt, dat de schakelaar 8 nu is gesloten in plaats van open, en dat de schakelaar 14 open is in plaats van gesloten. Verwijzende naar fig.2A, wordt door het openen van de schakelaar 14 de uitgang van de operationele versterker ten opzichte van de A-draad afgeschakeld en door het sluiten van de schakelaar 8 wordt 35 de condensator waarover de potentiaal O-TNK is opgewekt, met de uit-gangscondensator 26 verbonden. De O-TNK-condensator wordt nu ontladen voor het opwekken van de negatieve stimulus. Tijdens het verloop β W 017 8 6 -22- van de puls wordt de condensator iets ontladen, zoals op zichzelf bekend is, en het is om deze reden, dat de negatieve stimulus in fig.4 tijdens de duur van de bij benadering 0,5 millisec daarvan iets in amplitude afneemt.Deze afname van de amplitude van de puls kan tot 5 een minimum worden teruggebracht door gebruik te maken van een condensator welke groter is dan de conventionele condensator van 6,8 uF die meer in het bijzonder wordt toegepast. Een grotere condensator vereist evenwel meer volume. Bij een grotere condensator duurt het ook langer de O-TNK-potentiaal te wijzigen indien de microprocessor 10 beslist, dat de stimulatiepuls amplitude een verandering vereist.

Opgemerkt wordt, dat de schakelaars 15-18 nog steeds een hellingsspanning over de condensator 32 opwekken. Het is evenwel in het geheel niet belangrijk omdat de uitgang van de versterker 22 niet langer met de PACE-pen is verbonden.

15 De actieve naladingsfase is weergegeven in fig.9. De schake laar 14 is weer opnieuw gesloten, zodat het uitgangssignaal van de versterker 22 de A-draad aandrijft.De versterker wordt nu gebruikt voor het verschaffen van de derde fase, een positieve puls, en de uitgang van de versterker moet met de PACE-pen worden verbonden.

20 De schakelaar 8 is niet langer gesloten, zodat de potentiaal O-TNK

de A-draad niet langer aandrijft. Wanneer de schakelaar 11 is gesloten is de plus-ingang van de versterker verbonden met het verbindingspunt van de weerstanden van de 3M ohm en 100K ohm als aangegeven in fig.9. Tenslotte worden de condensatoren 30 en 32 in de rusttoe-25 stand teruggebracht, waarbij de hellingscondensator volledig is ontladen en over de pompcondensator de potentiaal o-tnk aanwezig is in voorbereiding voor een volgende cyclus. Het is de keten volgens fig.9, welke de meeste aandacht vereist.

Onder verwijzing naar de tabel volgens fig.3 wordt tijdens 30 de actieve nalading de schakelaar 10 gesloten, zodat de uitgang van de versterker 22 met de minus-ingang wordt verbonden. De schakelaar 11 wordt gesloten, zodat de A-draad via een weerstand van 100K ohm met de plus-ingang van de versterker wordt verbonden.De andere schakelaars welke zijn gesloten, houden de potentialen over de condensatoren 30 35 en 32 op de rustniveaus daarvan. De condensator 26 veroorzaakt een ladingscompensatie, zoals vergelijkbare condensatoren dit vroeger reeds hebben gedaan, en wel tengevolge van het feit, dat geen netto 8^01786 -23- stroom door de condensator en derhalve de A-draad kan vloeien.

(De condensator vormt eveneens een beveiligingsfactor omdat deze belet/ dat een gelijkstroom aan het hart wordt toegevoerd, iets, dat anders fataal zou zijn in het geval vein bepaalde onjuiste werkingen van de ge-5 integreerde keten). Bij de stand der techniek kan om de dissipatie van ladingen welke in lichaamsweefsels zijn opgeslagen te versnellen, na het opwekken van de negatieve stimulus de rechter zijde van de condensator 26 worden geaard. In wezen is dit precies datgene, dat is weergegeven in fig.10, voor hetgeen een passieve na-lading wordt 10 genoemd. In het geval dat een actieve nalading niet gewenst is, als aangegeven in de tabel volgens fig. 3, wordt de schakelaar 9 in plaats van de schakelaar 14 gesloten. Onder verwijzing naar fig.2A veroorzaakt dit, dat de rechter zijde van de condensator 26 in fig. 10 wordt geaard in plaats van wordt verbonden met de uitgang van de operationele 15 versterker 22 zoals in fig.9. Tijdens de actieve nalading is het even- de wel de spanning over de condensator, welke operationele versterker aandrijft om niet slechts de condensator te ontladen doch tevens ladingen, die in licht lichaamsweefsels overblijven te dissiperen.

De linkerzijde van de condensator is via een weerstand van 20 100K ohm met de plus-ingang van de versterker verbonden.De weerstand is nodig voor veiligheidsdoeleinden; de weerstand begrenst de stroom, welke aan de A-draad kan worden toegevoerd zelfs indien de plus-ingang van de versterker naar de voedingsbron van meer in het bijzonder 2,8 volt wordt kortgesloten.(De stroom wordt verder begrensd door 25 de weerstanden van 200K ohm, die de anoden via de schakelaars 5 en 6 tijdens de normale ECG-verwerking met aarde koppelen? de schakelaars 1 en 2 worden opzettelijk open gehouden teneinde de huls en de B-draad niet naar aarde kort te sluiten.) Onder verwijzing naar fig.9 vormen de weerstanden van 100K ohm en 3M ohm een spanningsdeler, 30 zodat 30/31 van de condensatorspanning over de ingangen van de operationele versterker optreedt. De uitgang van de versterker Wordt positief aangedreven en er vloeit een stroom naar links via de condensator en de A-draad. De stroomgolfvoim is in hoofdzaak onafhankelijk van de lichaamsimpedantie waarover de stroom vloeit.

35 De uitgang van de operationele versterker is via de schakelaar 14 met het PACE-knooppunt verbonden zelfs ofschoon deze schakelaar in fig. 9 niet is afgeheeld, De schakelaar bezit meer in het bijzonder een impedantie van ongeveer 100 ohm. De impedantie van het lichaam, i W.

-24- beschouwd door de A-draad-elektrode is eveneens van de orde van enige honderden ohms. (Dat is de reden waarom de stroom over de condensator 26 naar het lichaam en niet over de weerstand van 100K ohm vloeit^.

Bij het begin van de actieve nalading neemt de spanning op de 5 A-draad instantaan toe, zoals is aangegeven bij de golfvorm volgens fig.4; de werkelijke stap in de potentiaal is afhankelijk van de verhouding tussen de lichaamsimpedantie en de impedantie van de schakelaar. Zoals aangegeven in fig.4 is de positieve piekpotentiaal aan het begin van de naladingsfase iets hoger dan de piek van de 10 hellingsgolf aan het eind van de voorladingsfase. Afhankelijk van de verhouding van de impedanties, en de grootte van de lading, welke tijdens de voorladingsfase wordt geleverd, kan de naladingspiek evenwel kleiner zijn dan de voorladingspiek.

In elk geval treedt de stroom, welke tijdens de actieve naladings-15 periode vloeit, ter rechterzijde van de condensator binnen en verlaat deze aan de linkerzijde. Er vloeit geen stroom meer wanneer een evenwichtstoestand is bereikt. Op dit moment zal de potentiaal over de condensator gelijk zijn aan de verschuivingsspanning over de twee ingangen van de versterker.Dit is precies dezelfde toestand als die, 20 welke boven is beschreven in verband met het ECG-verwerkingsdiagram volgens fig.5.Men zal zich herinneren, dat terwijl het stelsel de hartactiviteit aftast, de condensator 26 tot de verschuivings-potentiaal wordt geladen. Dit betekent, dat aan het eind van de naladingsfase de condensator dezelfde lading bezit als de condensator 25 had juist voor de voorladingsfase. Dit betekent op zijn beurt, dat een ladingsevenwicht is verkregen. Van meer belang is, dat het ladingsevenwicht zeer snel is bereikt, omdat tijdens het evenwichts-proces de potentiaal over de condensator veroorzaakt, dat de versterker de potentiaal in tegengestelde richting actief aandrijft.

30 Opgemerkt wordt, dat bij een impedantie voor de schakelaar 14 van 100 ohm, de tijdconstante van de laadketen, rekening houdende met het feit, dat de condensator 26 een waarde van 6,8 uF heeft slechts 0,68 millisec. bedraagt. Dit betekent, dat een tijd voor de naladingsduur van 8 millisec een ladingsevenwicht wordt bereikt.

35 Wanneer gebruik wordt gemaakt van een passieve nalading is het herlaad-interval veel groter, zoals bij de bekende inrichtingen. Meer in het bijzonder vereist het 50-150 millisec voordat de aftasting opnieuw betrouwbaar wordt. Dit dient te worden vergeleken met de actieve 8| 0 1 7 8 6 -25- naladingsperiode van 8 millisec volgens de uitvinding. Het grootste deel van de opgewekte potentiaal na het opwekken van een negatieve stimulus treedt op tijdens de eerste 30 millisec na de stimulus. Derhalve maakt de uitvinding het mogelijk, dat het grootste gedeelte van de opgewekte 5 potentiaal wordt afgetast.

Bij de bekende inrichtingen is, in de context van slechts een enkele positieve puls (die pp de negatieve stimulus volgt), gesuggereerd een condensator, zoals de rechter zijde van de condensator 26 te verbinden met een positieve voedingsbron. Het probleem hierbij 10 is, dat er geen manier bestaat om te weten hoe lang de verbinding dient te worden onderhouden. Het is niet voldoende om de positieve en negatieve pulsfasen wat duur betreft aan elkaar gelijk te maken omdat de impedantie van de lichaamsweefsels in het algemeen tijdens de positieve fase kleiner is dan tijdens de negatieve fase.; derhalve behoeven 15 de ladingen, welke in de twee richtingen bewegen wanneer de condensator met de twee voedingsbronnen is verbonden, niet noodzakelijkerwijze aan elkaar gelijk zijn en zal het langer duren voordat de resterende ladingen worden gedissipeerd. Volgens de uitvinding daarentegen is een actieve aandrijving aanwezig om de evenwichts-20 toestand te regelen totdat en slechts totdat het evenwicht is bereikt.

Het is bekend wanneer de lading in evenwicht is omdat de condensator de naladingsfases slechts aandrijft totdat deze precies in dezelfde toestand verkeert als vóór voor de voorladingsfase. Van meer belang is, dat de naladingsfase plaatsvindt terwijl een kleine tijdcon-25 stante de uitgangsketen kenmerkt, zodat een betrouwbare aftasting een tijd voordat de opgewekte potentiaal is verdwenen, kan worden hervat.

Het zal thans duidelijk zijn waarom de condensator 26 in fig. 5 met de betrekkelijk vreemde configuratie, waarnaar boven is 30 verwezen, is verbonden. De in fig. 5 afgeheelde configuratie zorgt er voor, dat de potentiaal over de condensator gelijk is aan de verschuivingspotentiaal van de versterker 22.De enige reden voor het opwekken van deze potentiaal over de condensator tijdens de ECG-verwerking is, dat deze de potentiaal is, welke over de condensator 35 wordt opgewekt wanneer de nalading is voltooid. Dit kenmerk is evenwel niet kritisch, meer in het bijzonder indien de verschuivingspotentiaal van de operationele versterker klein is. Misschien het meest be- 8| Ö ί 7 8 6 -26- langrijke aspect van de uitvinding is de aanwezigheid van de standaard koppelcondensator in de terugkoppelbaan van de operationele versterker, zodat de condensator snel wordt aangedreven, en de gehele stroom door de condensator en het lichaam vloeit. Op deze wijze wordt de aandrijf-5 stroom automatisch beëindigd wanneer de condensator naar de rusttoestand daarvan wordt teruggebracht en omdat de gehele stroom door het lichaam vloeit, wordt ook het lichaam naar de rusttoestand daarvan teruggebracht.

Een ander belangrijk kenmerk van de uitvinding is, dat de 10 voorladingsstroom met de grootte van de O-TNK-potentiaal varieert evenals de amplitude van de stimulus. Zoals boven voor de voorladings-afbeelding volgens fig.7 is beschreven, bepaalt de O-TNK-potentiaal de waarde van de voorladingspuls. Op een soortgelijke wijze bepaalt, zoals beschreven in verband met de stimulusafbeelding volgens fig.8 15 en de golfvorm volgens fig.4, de O-TNK-potentiaal de amplitude van de negatieve stimulus. Derhalve beïnvloedt een variatie van de O-TNK-potentiaal het ladingsevenwicht in het geheel niet. De lading, welke tijdens de voorladingsfase wordt afgeleverd, is evenredig met de lading, die tijdens de stimulus wordt geleverd. In het algemeen 20 is het voldoende indien de ladingen in hoofdzaak evenredig aan elkaar zijn, d.w.z. indien de twee ladingen binnen 10% evenredig aan elkaar zijn. Zoals boven is beschreven is het opdat een betaalbare aftasting zeer kort na de negatieve stimulus plaatsvindt, niet voldoende, dat de netto lading gelijk is aan nul. Hetgeen ook van belang is 25 zijn de relatieve hoeveelheden lading in de twee positieve golffronten. Dit is een functie van de tempering van de drie fasen in elke cyclus. De duur van de voorladingspuls wordt zodanig geregeld, dat de werking maximaal is. De lading en tempeerrelaties zullen hierna niet worden beïnvloed door een verandering van de O-TNK-30 potentiaal omdat deze potentiaal de ladingen, welke tijdens de eerste twee fasen worden geleverd, op een proportionele wijze bepaalt.

De uitvinding is ook van toepassing op tweefase-pulsen, waarin een actieve naladingspuls doch geen voorladingspuls aanwezig is. Bij de bekende inrichtingen was de lading, die tijdens de 35 naladingsperiode werd geleverd, afhankelijk van de impedantie van het lichaam. Omdat de lichaamsimpedantie varieert, kon het ladingsevenwicht 8701786 -27- tijdens de actieve periode niet worden geregeld. De koppelcondensator zou steeds een ladingsevenwicht verzekeren, doch daarvoor zou een langere tijd nodig zijn omdat er voor de keten geen manier bestond om nauwkeurig te weten wanneer de positieve nalading moest worden 5 beëindigd, d.w.z. wanneer het ladingsevenwicht wordt bereikt.

Bij de keten volgens de uitvinding daarentegen blijft zelfs in afwezigheid van een voorladingspuls de actieve nalading bestaan totdat en slechts totdat het ladingsevenwicht is bereikt - in hoofdzaak onafhankelijk van de lichaamsimpedantie.

8^ 0 17 8 6

Claims (40)

1. Keten voor het opwekken van stimuli voor een hartstimulator, gekenmerkt door een elektrode, een koppelcondensator en organen om een geïsoleerde stimulus cyclus te besturen, voorzien van organen om te veroorzaken, dat de negatieve stimulatiestroom via de con-5 densator naar de elektrode vloeit en organen, welke door de condensator-spanning worden aangedreven om een daaropvolgende positieve stroom via de condensator aan de elektrode toe te voeren totdat de conden-satorspanning tot de waarde daarvan voor het inleiden van de geïsoleerde stimuluscyclus terugkeert, waarbij de organen voor het toevoeren van 10 de positieve stroom een stroom toevoeren welke een functie is van de condensatorspanning, doch welke in hoofdzaak onafhankelijk is van de belastingsimpedantie van het lichaam, waarmede de elektrode is gekoppeld.

2. Keten voor het opwekken van stimuli voor een hartstimulator 15 volgens conclusie 1, gekenmerkt door organen voor het opwekken van een positieve stroom over de condensator en de elektrode onmiddellijk voordat de negatieve stimulatiestroom vloeit.

3. Keten voor het opwekken van stimuli voor een hartstimulator volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat tijdens elke bedrijfscyclus 20 de netto lading, welke aan de elektrode wordt toegevoerd, een waarde nul heeft.

4. Keten voor het opwekken van stimuli voor een hartstimulator volgens conclusie 3, gekenmerkt door organen om de amplitude van de negatieve stimulatiestroom te variëren en organen om de positieve 25 lading, welke aan de elektrode wordt toegevoerd onmiddellijk voordat de negatieve stimulatiestroom vloeit, zodanig te besturen, dat deze in hoofdzaak evenredig is met de negatieve lading, welke tijdens het vloeien van de negatieve stimulatiestroom onafhankelijk .van de genoemde amplitude wordt geleverd.

5. Keten voor het opwekken van stimuli voor een hartstimulator volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de positieve stroom on-middeHijk vóór het vloeien van de negatieve stimulatiestroom de vorm heeft van een hellingsgolfvorm.

6. Keten voor het opwekken van stimuli voor een hartstimulator 35 volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de amplitude van de hellings- 8|0 178 6 -29- golfvorm en de amplitude van de negatieve stimulatiestroom in hoofdzaak evenredig aan elkaar zijn en de duur van de hellings-golfvorm zodanig is, dat de napotentiaal op de elektrode onmiddellijk nadat de volgende positieve stroom wordt toegevoerd tot een minimum 5 wordt teruggebracht.

7. Keten voor het opwekken van stimuli voor een hartstimulator volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de amplitude van de hellings-golfvorm en de amplitude van de negatieve stimulatiestroom in hoofdzaak evenredig aan elkaar zijn en de duur van de hellingsgolfvorm 10 zodanig is, dat de napotentiaal op de elektrode onmiddellijk nadat de daaropvolgende positieve stroom wordt toegevoerd zo klein is, dat een betrouwbare aftasting bij deze elektrode van een hartslag-signaal,opgewekt door de negatieve stimulatiestroom, mogelijk is.

8. Keten voor het opwekken van stimuli voor een hartstimulator 15 volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de verhouding van ladingen, welke aan de elektrode voor en na de negatieve stimulatiestroom worden toegevoerd zodanig is, dat de napotentiaal op de elektrode onmiddellijk nadat de daaropvolgende positieve stroom is toegevoerd zo klein is dat een betrouwbare aftasting van een door de negatieve 20 stimulatiestroom veroorzaakte hartslagsignaal mogelijk is.

9. Keten voor het opwekken van stimuli voor een hartstimulator volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de organen voor het toevoeren van de positieve stroom zijn voorzien van een operationele versterker, waarbij de genoemde condensator in de terugkoppelbaan 25 daarvan is opgenomen, welke operationele versterker veroorzaakt, dat een positieve stroom vloeit totdat de condensatorspanning voldoende is gereduceerd om de verschuivingspotentiaal te voeren, welke over de ingangen van de operationele versterker optreedt.

10. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator 30 volgens conclusie 9, gekenmerkt door organen om de operationele versterker zodanig te besturen, dat deze als een aftastversterker werkt en organen, welke wanneer de versterker als een aftastversterker werkt tegelijkertijd over de condensator een potentiaal opwekken, welke gelijk is aan de potentiaal, die over de condensator 35 aan het eind van de daaropvolgende positieve stroom optreedt. 8?0 178 6 -so il. Keten voor het opwekken van stimuli voor een hartstimulator volgens conclusie 3, met het kenmerk/ dat de organen voor het toevoeren van (je positieve stroom zijn voorzien van een operationele versterker in de terugkoppelbaan waarvan de genoemde condensator is opgenomen.

12. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator volgens conclusie 11, gekenmerkt door organen om de operationele versterker zodanig te besturen, dat deze als een aftastversterker werkt.

13. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator volgens conclusie 12, gekenmerkt door organen, welke wanneer de opera-tionele versterker als een aftastversterker werkt over de condensator een potentiaal opwekken, welke gelijk -is aan de potentiaal, die over de condensator aan het eind van de daaropvolgende positieve stroom aanwezig blijft.

14. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator ^2 volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de negatieve stroom en de positieve stroom zodanige amplitude- en tijdrelaties vertonen, dat een napotentiaal op de elektrode onmiddellijk nadat de daaropvolgende positieve stroom is toegevoerd voldoende klein is om een bepaalbare actieve aftasting bij deze elektrode van een door ch nega'tieve stimulatie-20 stroom veroorzaakt hartslagsignaal mogelijk te maken.

15. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de negatieve stroom en de positieve stromen een zodanige amplitude- en tijdrelaties hebben, dat de napotentiaal op de elektrode onmiddellijk nadat de daaropvolgende 22 positieve stroom is toegevoerd voldoende klein is om een bepaalbare aftasting bij deze elektrode van een door de negatieve stimulatie-stroom veroorzaakt hartslagsignaal mogelijk te maken.

16. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de organen voor het toevoeren van de 2q positieve stroom zijn voorzien van een operationele versterker in de terugkoppelbaan waarvan de condensator is opgenomen, welke operationele versterker veroorzaakt, dat een positieve stroom vloeit totdat de condensatorspanning voldoende is gereduceerd om de verschuivingsspanning te voeren welke over de ingangen van de operationele versterker optreedt. 22 17. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator 8$ 0 1 7 8 ö -31- volgens conclusie 16, gekenmerkt door organen om de operationele versterker zodanig te besturen, dat deze als een aftastversterker werkt, en organen, welke wanneer de versterker als een aftastversterker werkt, tegelijkertijd over de condensator een potentiaal opwekken, 5 welke gelijk is aan de potentiaal, die over de condensator aan het eind van de daaropvolgende positieve stroom optreedt.

18. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de organen voor het toevoeren van de positieve stroom zijn voorzien van een operationele versterker 10 in de terugkoppelbaan waarvan de condensator is opgenomen.

19. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator volgens conclusie 18, gekenmerkt door organen om. de operationele versterker zodanig te besturen, dat deze als een aftastversterker werkt.

20. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator volgens conclusie 19, gekenmerkt door organen, welke wanneer de operationele versterker als een aftastversterker werkt, over de condensator een potentiaal opwekken, welke gelijk is aan de potentiaal, die over de condensator aan het eind van de daaropvolgende 20 positieve stroom aanwezig blijft.

21. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator, gekenmerkt door een elektrode, een koppelcondensator en organen om een geïsoleerde stimulugcyclus te besturen, voorzien van organen voor het opwekken van een positieve stroom over de condensator en 25 de elektrode, organen om te veroorzaken, dat over de condensator naar de elektrode een negatieve stimulatiestroom vloeit en organen, welke door de condensatorspanning worden aangedreven om aan de elektrode via de condensator daarop een positieve stroom toe te voeren totdat de condenssatorspanning naar de waarde daarvan vóór het opwekken 30 van de positieve stroom bij het begin van de geïsoleerde stimuluscyclus terugkeert, organen om de amplitude van de negatieve stimulatie stroom te variëren en organen om de amplitude van de positieve stroom onmiddellijk vóór het vloeien van de negatieve stimulatiestroom zodanig te besturen, dat deze in hoofdzaak evenredig is met de amplitude van de 35 negatieve stimulatiestroom en wel onafhankelijk van de genoemde amplitude. 850 173 6 ) 4 -32-

22. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de positieve stroom onmiddellijk vóór het vloeien van de negatieve stimulatiestroom de vorm heeft van een hellingsgolfvorm.

23. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de amplitude van de hellingsgolfvorm en de amplitude van de negatieve stimulatiestroom in hoofdzaak evenredig aan elkaar zijn, en de duur van de hellingsgolfvorm zodanig is, dat de napotentiaal op de anode tot een minimum wordt teruggebracht 10 onmiddellijk nadat de daaropvolgende positieve stroom wordt toegevoerd.

24. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de amplitude van de hellingsgolfvorm en de amplitude van de negatieve stimulatiestroom in hoofdzaak evenredig aan elkaar zijn, en de duur van de hellingsgolfvorm zodanig 15 is, dat de napotentiaal op de elektrode onmiddellijk nadat de daaropvolgende positieve stroom wordt toegevoerd voldoende klein is om een betrouwbare aftasting bij de elektrode van een door de negatieve stimulatiestroom veroorzaakt hartslagsignaal mogelijk te anaken.

25. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartslagstimulator 20 volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de verhouding van de ladingen, welke aan de elektrode vóór en na de negatieve stimulatiestroom worden toegevoerd, zodanig is, dat de napotentiaal op de elektrode onmiddellijk nadat de daaropvolgende positieve stroom is toegevoerd, voldoende klein is om een betrouwbare aftasting van een door de negatieve 25 stimulatiestroom veroorzaakte hartslagsignaal mogelijk te maken.

26. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de organen voor het toevoeren van de positieve stroom zijn voorzien van een operationele versterker in de terugkoppelbaan waarvan de condensator is opgenomen.

27. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator volgens conclusie 26, gekenmerkt door organen om de operationele versterker zodanig te besturen, dat deze als een aftastversterker werkt, en organen welke wanneer de versterker als aftastversterker werkt, gelijktijdig over de condensator een potentiaal opwekken, 35 welke gelijk is aan de potentiaal, die over de condensator aan het eind van de daaropvolgende positieve stroom optreedt. 8"? 0 17 8 6 -33-

28. Keten voor het opwekken van stimuli bij een hartstimulator volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de negatieve stroom en de positieve stromen een zodanige amplitude- en tijdrelatie bezitten, dat de napotentiaal op de elektrode onmiddellijk nadat de daaropvolgende 5 positieve stroom is toegevoerd voldoende klein is om een betrouwbare aftasting bij de elektrode van een door de negatieve stimulatiestroom veroorzaakt hartslagsignaal mogelijk te maken.

29. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van een napotentiaal op een stimulatie-elektrode na het optrekken van een 10 stimulus met het kenmerk, dat een differentiaalversterker wordt gebruikt voor het aftasten van de hartactiviteit door de stimulatie-en referentie-elektroden van de hartstimulator met de ingangen daarvan te koppelen, waarbij wanneer de hartactiviteit wordt afgetast over een condensator, welke met de stimulatie-elektrode is gekoppeld, 15 een rustspanning wordt onderhouden, welke gelijk is aan de verschui-vingsspanning van de differentiaalversterker, en een stimulus met drie fasen wordt opgewekt, waarvan de eerste en derde fasen een polariteit hebben waarvan de tweede fase de andere polariteit heeft, waarbij de eerste en tweede fasen via de condensator worden toegevoerd en aandrijf-20 spanningen omvatten, die in hoofdzaak evenredig aan elkaar zijn, waarbij de eerste fase met de rustspanning over de condensator begint, en de derde fase het gebruik van de spanning over de condensator met zich medebrengt om een stroom door de condensator en de stimulatie-elektrode te voeren totdat de spanning over de condensator gelijk is 25 aan de rustspanning.

30. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van de napotentiaal op een stimulatie-elektrode volgens conclusie 29, met het kenmerk, dat de eerste fase in de vorm van een hellingssignaal wordt toegevoerd.

31. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van de na-potentiaal op een stimulatie-elektrode volgens conclusie 30, met het kenmerk, dat de amplitude van de tweede fase op een selectieve wijze wordt gevarieerd terwijl de relatieve amplituden van de drie fasen in hoofdzaak evenredig aan elkaar worden gehouden.

32. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van de na potentiaal op een stimulatie-elektrode volgens conclusie 31, met het kenmerk, dat de na-potentiaal onmiddellijk volgende op de derde fase 8| 0 1 7 8 6 s » -34- voldoende klein is om een betrouwbare aftasting van een opgewekt signaal zelfs in het geval van een geïsoleerde stimulus mogelijk te maken.

33. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van de napoten-tiaal op een stimulus elektrode volgens conclusie 29, met het kenmerk, 5 dat de amplitude van de tweede fase op een selectieve wijze wordt gevarieerd terwijl de relatieve amplituden van de drie fasen in hoofdzaak evenredig aan elkaar worden gehouden.

34. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van de na-potentiaal op een stimulus-elektrode volgens conclusie 33, 10 met het kenmerk, dat de na-potentiaal, welke onmiddellijk op de derde fase volgt, voldoende klein is om een betrouwbare aftasting van een opgewekt signaal zelfs in het geval van een geisoleerde stimulus mogelijk te maken.

35. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van de na-15 potentiaal op een stimulus-elektrode volgens conclusie 29, met het kenmerk, dat de na-potentiaal, die onmiddellijk op de derde fase volgt, voldoende klein is om een betrouwbare aftasting van een opgewekt signaal zelfs in het geval van een geïsoleerde stimulus mogelijk te maken.

36. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van de na-20 potentiaal op een stimulatie-elektrode na het opwekken van een geisoleerde stimulus, met het kenmerk, dat een keten voor het opwekken van stimuli over een condensator met de stimuluselektrode wordt gekoppeld, en de keten voor het opwekken van stimuli zodanig wordt be- . dreven dat deze een stimulus met drie fasen levert, waarvan de eerste 25 en derde fasen één polariteit hebben, waarvan de tweede fase de andere polariteit heeft, waarbij de eerste en tweede fasen over de condensator worden toegevoerd en aandrijfspanningen omvatten, die in hoofdzaak evenredig met elkaar zijn, en de derde fase het gebruik van de spanning over de condensator met zich mede brengt om een stroom 30 door de condensator en de stimulus-elektrode te voeren totdat de spanning over de condensator gelijk is aan de spanning over deze condensator vóór het opwekken van de stimulus.

37. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van de na-potentiaal op een stimulus-elektrode volgens conclusie 36, met 35 het kenmerk,dat de eerste fase in de vorm van een hellingsgolfvorm wordt geleverd. 0 1 7 8 6 -35-

38. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van de na-potentiaal op een stimulus-elektrode volgens conclusie 37, met het kenmerk, dat de amplitude van de tweede fase op een selectieve wijze wordt gevarieerd terwijl de relatieve amplituden van de drie 5 fasen in hoofdzaak evenredig aan elkaar worden gehouden.

39. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van de na-potentiaal op een stimulus-elektrode volgens conclusie 38, met het kenmerk, dat de na-potentiaal, die onmiddellijk op de derde fase volgt, voldoende klein is om een betrouwbare aftasting 10 van een opgewekt signaal zelfs in het geval van een geïsoleerde stimulus mogelijk te maken.

40. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van de na-potentiaal op een stimulus-elektrode volgens conclusie 36, met het kenmerk, dat de amplitude van de tweede fase op een selectieve 15 wijze wordt gevarieerd terwijl de relatieve amplituden van de drie fasen in hoofdzaak evenredig aan elkaar worden gehouden.

41. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van de na-potentiaal op een stimuluselektrode volgens conclusie 40, met het kenmerk, dat de na-potentiaal, die onmiddellijk op de derde fase volgt, voldoende 20 klein is om een betrouwbare aftasting van een opgewekt signaal zelfs in het geval van een geïsoleerde stimulus mogelijk te maken.

42. Werkwijze voor het tot een minimum terugbrengen van een na-potentiaal op een stimulatie-elektrode volgens conclusie 36, met het kenmerk, dat de na-potentiaal, die onmiddellijk op de derde fase volgt, 25 voldoende klein is om een betrouwbare aftasting van een opgewekt signaal zelfs in het geval van een geïsoleerde stimulus mogelijk te maken. 8| 0 * 7 & 6