DE2331499A1 - RECHARGEABLE PACEMAKER WITH AUTOMATIC BREAKS - Google Patents

Description

Translated fromGerman

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL-ING-W-EITLe DR. HEK. NAT. K. HOFFMANNDR. ING. E. HOFFMANN · DIPL-ING-W-EITLe DR. HEK. NAT. K. HOFFMANNPATENTANWH-TiPATENTANWH-Ti

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Tne John Hopkins University, Baltimore, Maryland / USATne John Hopkins University, Baltimore, Maryland / USA

Aufladbarer Herzschrittmacher mit automatisch einsetzenden PausenRechargeable pacemaker with automatically starting pauses

Die Erfindung betrifft einen intrakorporalen Herzschrittmacher zum Implantieren in den Körper eines Patienten, mit aufladbarerBatterie, eine Kopplungseinrichtung zum Eingeben von magnetischer Eingangs-Wechselenergie in die Batterie zum Aufladen dieseraus einer äußeren Quelle, und mit durch die Batterie gespeisten Elektronikschaltungen zum Erzeugen von herzanregenden Impulsenzum Eingeben in das Herz des Patienten.The invention relates to an intracorporeal pacemaker for implantation in the body of a patient, with chargeableBattery, a coupling device for introducing AC magnetic input energy into the battery to charge itfrom an external source, and with electronic circuitry fed by the battery for generating heart stimulating pulsesfor entering into the patient's heart.

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In jüngster Zeit wurde ein bedeutender Portschritt auf dem Gebiet der implantierbaren Herzschrittmacher erzielt durch dieVerwendung einer kleinen, langlebigen, sekundären (d.h. aufladbarenEinzellenbatterie, welche die Betriebsenergie für hermetisch abgeschlossene, betriebssichere transistorierte Impulserzeugungsschaltungenliefert, die in der Lage sind, herzstimulierende Impulse für den Patienten in festgelegter Geschwindigkeitzu erzeugen. Ein Beispiel eines solchen aufladbaren Herzschrittmachers für eine bestimmte Geschwindigkeit ist inBarnhart et al.,¹¹A Fixed-rate Rechargeable Cardiac Pacemaker",APL Technical Digest, Band 9, Nr. 3, Januar-Februar 197o, Seiten2-9 offenbart.Recently, a significant step forward in the field of implantable cardiac pacemakers has been achieved through the use of a small, long-life, secondary (i.e., rechargeable, single-cell battery that provides the operating power for hermetically sealed, fail-safe transistorized pulse generation circuits that are capable of generating heart stimulating pulses for the An example of such a rechargeable pacemaker for a^{fixed rate is found in Barnhart et al., 11} A Fixed-rate Rechargeable Cardiac Pacemaker, "APL Technical Digest, Vol. 9, No. 3, January-February 197o, Pages 2-9.

Es ist bekannt, daß viele Patienten unter einem Herzblock-Zustandleiden, der eine gelegentliche Verwendung eines Herzschrittmachers erfordert. Mit anderen V/orten, das Herz des Patientenbeginnt zeitweise wieder in seinem normalen eigenen Rhythmus ohne künstliche Stimulierung zu schlagen. Es gibt Beweise,daß in einem solchen Fall zu bestimmten Zeiten des Herzschlagzyklus das gleichzeitige Eingeben eines Schrittmacher-Impulsesin das Herz ein ventrikuläres Flimmern und mit hoher Wahrscheinlichkeit den Tod des Patienten herbeiführen kann. Daherist kürzlich der sogenannte Schrittmacher mit automatisch einsetzenden Pausen vorgeschlagen worden, welcher in der Weisefunktioniert, daß er die Erzeugung eines Schrittmacher-Ausgangsimpulses in der kritischen Zeit verhindert, wenn ein Herz sonstnormal funktioniert. Dies wird bei bekannten Herzschrittmachern mit automatisch einsetzender Pause dadurch bewerkstelligt, daßder vom Herzen erzeugte R-Welle genannte Spitzenspannungsimpulsüberwacht wird, und wenn der natürliche Puls einsetzt, wird die Schrittmachereinheit daran gehindert, einen elektrischen Ausgangsimpulszum Stimulieren des Herzens zu erzeugen. Wenn das Herz andererseits kein ordnungsgemäßes R-Wellenausgangssignalerzeugt, wird die Schrittmachereinheitnicht behindert undIt is known that many patients suffer from a heart block conditionthat requires occasional use of a pacemaker. In other words, the patient's hearttemporarily starts beating again in its own normal rhythm without artificial stimulation. There is evidencethat in such a case the simultaneous input of a pacemaker pulse at certain times of the heartbeat cycleventricular fibrillation into the heart and a high probability of death of the patient. Thereforethe so-called pacemaker with automatically starting pauses has recently been proposed, which in the mannerworks by preventing a pacemaker output pulse from being generated at the critical time when a heart is otherwiseworks normally. In known cardiac pacemakers with an automatically occurring pause, this is achieved in thatthe peak voltage pulse called the R-wave produced by the heartis monitored, and when the natural pulse sets in, the pacemaker unit is prevented from producing an electrical output pulseto generate stimulating the heart. On the other hand, when the heart does not have a proper R-wave outputgenerated, the pacemaker unit is not obstructed and

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erzeugt den notwendigen Ausgangsimpuls zum Sti-mulieren desventrikulären Schiagens in einwandfreier Geschwindigkeit.generates the necessary output impulse to stimulate theventricular beat at an impeccable rate.

Angesichts der obigen Ausführungen ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte mechanische Konstruktionfür Herzschrittmacher mib doppelter hermetischer Dichtung/ elektromagnetischem Schutz vorzusehen, die sowohl für mit vorbestimmterGeschwindigkeit als auch mit automatisch einsetzenden Pausen funktionierende aufladbare Herzschrittmachereinheiten"verwendbar ist.In view of the above, the aim of the present invention is to provide an improved mechanical constructionfor pacemakers mib double hermetic seal / electromagnetic protection to be provided, both for with predeterminedSpeed as well as rechargeable pacemaker units functioning with automatically starting pauses "is usable.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte mechanischeKonstruktion vorzusehen, die insbesondere für aufladbare Herzschrittmacher mit automatisch einsetzenden Pausen geeignetist, wobei die gesamte Schrittmachereinheit in einer doppelten hermetischen Dichtung eingeschlossen ist und die Elektronikkomponentenelektromagnetisch abgeschirmt sind, ohne daß die Fähigkeit, die Schrittmacherbatterie aus einer äußeren magnetischenWechselfeldquelle induktiv wieder aufzuladen, wesentlich reduziert würde.Another object of the invention is to provide an improved mechanicalProvide construction that is particularly suitable for rechargeable cardiac pacemakers with automatically starting pauseswith the entire pacemaker unit enclosed in a double hermetic seal and the electronic componentsElectromagnetically shielded without the ability to power the pacemaker battery from an external magneticTo recharge the alternating field source inductively, would be significantly reduced.

Noch ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine aufladbare Schrittmachereinheit mit automatisch einsetzenden Pausenmit verbesserter Elektronik-Schaltkreiskonstruktion vorzusehen, einschließlich Vorkehrungen zum genauen Überwachen eines einwandfreifunktionierenden Batterieaufladungsvorganges und der Verhinderung, daß die Funktion des zum Stimulieren des HerzensImpulse erzeugenden Schrittmacherstromkreises den Stromkreisbereich überschneidet, welcher die beim Schlagen des Herzens erzeugteelektrische Welle überwacht,um die Steuerung der Schrittmachereinheitordnungsgemäß zu hemmen.It is yet another object of the present invention to provide a rechargeable pacemaker unit with automatic pauseswith improved electronic circuit design, including provisions for closely monitoring a properfunctioning battery charging process and preventing the function of stimulating the heartThe pulse-generating pacemaker circuit intersects the area of the circuit that generated that generated when the heart was beatingelectrical wave monitored to control the pacemaker unitto inhibit properly.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch eine erste innere Hülse,die zwischen den Elektronikschaltungen und der äußeren QuelleAccording to the invention this is achieved by a first inner sleeve,those between the electronic circuits and the external source

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angeordnet und aus einem Material hergestellt ist, das die Schaltungen gegen die magnetische Eingangs-Wechselenergie undQuellen magnetischer Interferenz abzuschirmen vermag, wobei die Koppeleinrichtung außerhalb der ersten Hülse angeordnet ist,und eine zweite äußere Hülse, die die Koppeleinrichtung, die Batterie und die Elektronikschaltungen umgibt und gegen fließendeMedien des Körpers abschirmt, und die aus einem Material hergestellt ist, das das Zuführen der Ladeenergie durch dieKopplungseinrichtung in die Batterie aus der äußeren Quellt ohne wesentliche Dämpfung gestattet.is arranged and made of a material that the circuits against the magnetic input alternating energy andAble to shield sources of magnetic interference, the coupling device being arranged outside the first sleeve,and a second outer sleeve surrounding the coupling device, the battery and the electronic circuitry and against flowingMedia shields the body, and which is made of a material that allows the supply of charging energy through theCoupling device allowed in the battery from the external source without substantial attenuation.

Die nachstehend genauer beschriebene und dargestellte Ausführungsformder Erfindung enthält mit anderen Worten eine äußere Hülle, bzw. ein Behälterelement, welches vergleichsweise transparentfür das zum Aufladen der Sehrittmacher-batterie verwendetemagnetische Wechselfeld ist, jedoch nichtsdestotrotz eine wirksame, korrosionsabweisende hermetische Dichtung gegen dasEindringen korrodierender fließender Medien des Körpers bildet und auch für den Körper des Patienten vertrag-lieh ist. Außerdemist zum Schutz für die Elektronik-Schaltung der Einheit und zum Verhindern, daß die Funktion der Schaltung durch äußerlicherzeugte elektromagnetische Interferenz, einschließlich des relativ intensiven magnetischen Wechselfeldes zum Aufladender Batterie nachteilig beeinflußt wird, der Hauptkörper der Schrittmacherelektronik in einer zweiten oder inneren Hülse eingeschlossen,welche aus einem magnetisch durchlässigen und elektrisch leitenden Material hergestellt ist, das einen wirksamen,elektromagnetischen Schutz für die Elektronik bildet. Diese zweite oder innere Hülse schützt auch die Elektronik vor möglicherweiseaus der Batterie auslaufenden korrodierenden Lösungen. Das ist besonders wesentlich für Schrittmacher mit automatischeinsetzenden Pausen, da nachweislich Fälle vorgekommen sind, wo äußerlich erzeugte elektromagnetische Interferenz wiez.B. Radar, Mikrowellen-Heizelemente oder auch ZündungsrauschenThe embodiment described and illustrated in more detail belowIn other words, the invention contains an outer shell or a container element which is comparatively transparentfor the one used to charge the chipmaker batterymagnetic alternating field is, however, an effective, corrosion-resistant hermetic seal against thePenetration of corrosive flowing media into the body forms and is also contract-borrowed for the patient's body. aside from thatis to protect the electronic circuit of the unit and to prevent the circuit from being operated externallygenerated electromagnetic interference, including the relatively intense alternating magnetic field for chargingthe battery is adversely affected, the main body of the pacemaker electronics enclosed in a second or inner sleeve,which is made of a magnetically permeable and electrically conductive material that has an effective,electromagnetic protection for the electronics. This second or inner sleeve also protects the electronics from possiblyCorrosive solutions leaking from the battery. This is especially essential for pacemakers with automaticonset of breaks, as there have been demonstrably cases where externally generated electromagnetic interference such ase.g. radar, microwave heating elements or ignition noise

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von Automobilen ein irrtümliches Abschalten solcher Schrittmacher mit automatischem Pausieren verursacht und dadurch denTod des Patienten herbeigeführt hat.of automobiles causes such pacemakers to switch off by mistake with automatic pausing and thereby theCaused death of the patient.

Beim Betrieb von Herzschrittmachereinheiten, sowohl solchen mit vorbestimmter Geschwindigkeit als auch solchen mit automatischeinsetzenden Pausen ist es für den Patienten und/oder einen anwesenden Arzt angebracht, wenn ihnen eine ordnungsgemäße Wiederaufladungdes Schrittmachers angezeigt wird. Jedoch ist eine solche telemetrische Fähigkeit bei den bekannten pausierendenEinheiten bisher nicht erfolgreich verwendet worden. Der erfindungsgemäßverbesserte Schrittmacher mit automatiah einsetzenden Pausen enthält ein neuartiges telemetrisches System,welches eine genaue Anzeige erstattet, wenn die in der bei Bedarf pausierenden Einheit enthaltene aufladbare Batterie ordnungsgemäßaufgeladen wird. Das Funktionieren dieses telemetrischen Systems hängt nicht davon ab, ob der Schrittmacher gerade pausiertoder nicht.When operating cardiac pacemaker units, both those with a predetermined speed and those with automaticOnset of breaks, it is appropriate for the patient and / or an attending physician to provide them with a proper rechargeof the pacemaker is displayed. However, such telemetry is common to the well-known pausing onesUnits have not previously been used successfully. According to the inventionimproved pacemaker with automatic pauses contains a novel telemetric system,which gives an accurate indication when the rechargeable battery contained in the pausing unit is working properlybeing charged. The functioning of this telemetry system does not depend on whether the pacemaker is currently pausedor not.

Eine weitere Verbesserung der elektrischen Konstruktion der bekanntenpausierenden Schrittmacher wird durch Vorsehen einer transistorierten Umschalt-Schaltung erreicht, welche den Ausgangder impulserzeugenden Schaltung mit dem koaxialen Katheter elektrisch verbindet und von ihm trennt und auch die Ausgangsimpulsedes Schrittmachers in das Herz des Patienten eingibt, außerdem die vom Herzen beim Schlagen des Herzens ausgehende·elektrische Welle aufnimmt, bzw. überwacht und zur Schrittmachereinheit zurückkoppelt, um eine Pause einzuleiten, wenn diesangebracht erscheint. Insbesondere verbindet die Umschalt-Schaltung den Ausgang der impulserzeugenden Schaltung mit demKatheter nur, wenn die impulserzeugende Scte. ltung einen herzstimulierendenImpuls erzeugt, um zu verhindern, daß die impulserzeugende Schaltung den Katheter elektrisch auflädt unddadurch verhindert, daß die durch jeden Herzschlag des Patientenerzeugte elektrische Welle ordnungsgemäß überwacht wird.Another improvement in the electrical construction of the knownPausing pacemaker is achieved by providing a transistorized switching circuit that controls the outputthe pulse generating circuit electrically connects and disconnects from the coaxial catheter and also the output pulsesof the pacemaker enters the patient's heart, as well as the information transmitted by the heart when the heart is beatingpicks up or monitors electrical wave and feeds it back to the pacemaker unit to initiate a pause, if thisseems appropriate. In particular, the switching circuit connects the output of the pulse generating circuit to theCatheter only if the pulse-generating Scte. a cardiac stimulantPulse generated to prevent the pulse generating circuit from electrically charging the catheter andthereby preventing the through every heartbeat of the patientgenerated electric wave is properly monitored.

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Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines Ausführungsbeispielsnäher erläutert und besehrieben werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist.Further details of the invention should be based on an exemplary embodimentwill be explained and besehrieben in more detail, reference being made to the accompanying drawings.

Fig. la und Ib zeigen - so aneinandergelegt, daß Fig. laFig. La and Ib show - placed next to each other that Fig. La

rechts ist - ein bei einer Ausführungsfonn des erfindungsgemäßen aufladbaren Herzschrittmachersmit automatischen Pausen verwendetes Schaltschema,on the right is one in one embodiment of the rechargeable cardiac pacemaker according to the inventionswitching scheme used with automatic pauses,

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die mechanische Konstruktion einer Ausführungsform der erfindungsgemäßenHerzschrittmachereinheit mit automatischen Pausen, mit einem weggebrochenen Teilzum Aufzeigen der Verbindung des koaxialen Katheterelements mit der Schrittmachereinheitund der hermetischen Dichtung der Einheit, undFigure 2 is a top plan view of the mechanical construction of an embodiment of the present inventionPacemaker unit with automatic pauses, with one part broken awayto show the connection of the coaxial catheter element to the pacemaker unitand the hermetic seal of the unit, and

Fig. 3 ist ein seitlicher Schnitt durch die Schrittmachereinheitvon Fig. 2 nach Linie III-III inFig. 2, mit Blick in Richtung der Pfeile.Figure 3 is a side section through the pacemaker unitof Fig. 2 along line III-III inFig. 2, looking in the direction of the arrows.

Die mechanische Konstruktion :ies dargestellten Schrittmacherswird anschließend zuerst beschrieben, mit besonderem Augenmerk auf die erfindungsgemäße, doppelt hermetisch abgedichtete elektromagnetischeHülsenkonstruktion, d.h.:The mechanical construction: this illustrated pacemakerwill then be described first, with particular attention to the double hermetically sealed electromagnetic according to the inventionSleeve construction, i.e .:

a) einer äußeren hermetischen Dichtung, bzw. einem Behälter, welcher die beeinträchtigende Wirkung von Körperflüssigkeitenverhindert, wodurch die Elektronikbestandteile der Schrittmache reinheit korrodieren könnten, wobei die äußere Hülse jedochmit Absicht so konstruiert ist, daß das magnetische Wechselfeld zum Aufladen der Schrittmacherbatterie nicht ernstlichgedämpft wird, unda) an outer hermetic seal, or a container, which the adverse effect of body fluidsprevents the pacemaker electronics from corroding, but the outer sleeveis intentionally designed so that the alternating magnetic field used to charge the pacemaker battery will not be seriousis dampened, and

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b) einer zweiten oder inneren Hülse, die eine zweite hermetische Dichtung bildet und eine wirksame Abschirmung des Schrittmachersgegen elektromagnetische Interferenz ist, einschließlich des zum Aufladen der Schrittmacherbatterie benötigten magnetischenWechselfeldes und eines möglichen Auslaufens korrodierender Lösungen aus der Batterie.b) a second or inner sleeve which forms a second hermetic seal and an effective shield of the pacemakerElectromagnetic interference, including the magnetic used to charge the pacemaker batteryAlternating field and a possible leakage of corrosive solutions from the battery.

In Fig. 2 und j5 der Zeichnungen ist der Elektronikteil der dargestelltenAusführungsform des Schrittmachers in Form zweier gedruckter Schaltungstafeln Io und eines dazwischen angeordnetenSchaltungsteils 11 gezeigt und enthält z.B. die die herzstimulierenden Ausgangsimpulse erzeugende Taktgeberschaltung, diebeschriebene Transistor-Umschalt-Schaltung, die Ladeschaltung mit assoziierter telemetrischer Schaltung zum Überwachen derLadung, und die zum Verstärken und Formen der vom Herzen ausgehenden elektrischen Welle (dem sogenannten R-Wellensignal)dienende Schaltung, die das Signal zum Hemmen des Schrittmachers verwendet, wenn das Herz des Patienten in einwandfreier Geschwindigkeitnatürlich schlägt.In Figures 2 and 5 of the drawings, the electronic part is that illustratedEmbodiment of the pacemaker in the form of two printed circuit boards Io and one arranged between themCircuit part 11 shown and contains, for example, the heart-stimulating output pulses generating clock circuit, thetransistor switching circuit described, the charging circuit with associated telemetric circuit for monitoring theCharge, and that used to amplify and shape the electrical wave emanating from the heart (the so-called R-wave signal)circuit that uses the signal to inhibit the pacemaker when the patient's heart is at a safe speedof course beats.

Diese Elektronik-Schaltung ist in Fig. la und Ib schematischdargesbellt. Ihr Funktionieren wird nachstehend genauer beschrieben.This electronic circuit is schematic in Fig. La and Ibdepicted. Their functioning is described in more detail below.

Die Elektronikteile lo, 11 und ein Ausgangstransformator 12sind in einem hohlen, im wesentlichen rechtwinkligen Gehäuse aus Metall enthalten, welches in idealer Weise sowohl magnetischäußerst durchlässig als auch elektrisch leitend ist (Widerstand in der Regel geringer als Io Mikroohmzentimeter) und dessen Wänderelativ dick sind (Dicke größer als ungefähr o,127 mm), so daßdie Elektronikschaltungen lo, wirksam gegen außen erzeugte magnetische Interferenz einschließlich des intensiven magnetischenWechselfelds zum Aufladen abgeschirmt und auch widerstandsfähig gegen Korrosion durch Auslaufen des Batterieelektrolyts sind.The electronic parts lo, 11 and an output transformer 12are contained in a hollow, substantially rectangular, metal housing which is ideally both magneticis extremely permeable as well as electrically conductive (resistance usually less than Io micro-ohm centimeter) and its wallsare relatively thick (thickness greater than about 0.17 mm) so thatthe electronic circuits lo, effective against externally generated magnetic interference including the intense magneticThe alternating field is shielded for charging and also resistant to corrosion due to battery electrolyte leakage.

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Das innere Gehäuse I3 kann z.B. aus einem Material wie z.B.reinem Nickel von ο,25^ bis o,5o8 mm Dicke hergestellt seinund eine zwischen looo zu Io ooo liegende magnetische Permeabilitätaufweisen. Ein anderes lediglich gut leitendes Material wie z.B. reines Gold (Widerstand ~ Mikroohmzentimeter) //ürdebei genügender Dicke, d.h. o,254 mm oder stärker auch für die innere hermetische Dichtung/die elektromagnetische Hülse 13genügen.The inner housing I3 may be made of a material such as e.g.pure nickel from 0.25 to 0.508 mm thickand a magnetic permeability between looo and Io oooexhibit. Another material that is only a good conductor, such as pure gold (resistance ~ micro-ohm centimeter) // wouldif the thickness is sufficient, i.e. 0.254 mm or more, also for the inner hermetic seal / electromagnetic sleeve 13suffice.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schrittmachereinheit werden die Elektronikschaltungen lo, 11 und der Ausgangstransformator12 in der inneren Hülse 13 angebracht und letztere dann mit einem geeigneten Füllmateriallh, z.B. Siliziumgummider bekannten medizinischen Silastikverbindung gefüllt. Anschließend wird das offene Ende des Behälters 13 mit einem in geeigneterWeise ausgebildeten Stirnkappenelement 15 bedeckt, dasvorzugsweise auch aus einem magnetisch durchlässigen und elektrisch leitenden Material wie reinem Nickel hergestelltist. Gemäß Fig. 3 ist an der Stirnkappe 15 eine rechteckigeSchulter 16 ausgebildet, welche mit dem offenen Ende des Metallbehälters 13 zusammenpaßt und dieses abdichtet. Die Kappewird z.B. um die Schulter 16 durch Elektronenstrahlschweißung mit dem Behälter 13 dauerhaft verbunden, um eine hermetischeAbdichtung herzustellen.In the manufacture of the pacemaker unit according to the invention, the electronic circuits 10, 11 and the output transformer 12 are placed in the inner sleeve 13 and the latter is thenfilled with a suitable filler material 1h , for example silicon rubber of the known medical silastic compound. The open end of the container 13 is then covered with a suitably designed end cap element 15, which is preferably also made of a magnetically permeable and electrically conductive material such as pure nickel. According to FIG. 3, a rectangular shoulder 16 is formed on the end cap 15 which fits together with the open end of the metal container 13 and seals it off. The cap is permanently connected to the container 13, for example around the shoulder 16 by electron beam welding, in order to produce a hermetic seal.

An der metallischen Stirnkappe 15 ist ebenfalls eine äußererechteckige Schulter 17 ausgebildet, welche mit einer äußeren hohlen Hülse 16 zusammenpaßt und diese abdichtet. Die Hülse istim ganzen rechtwinklig mit abgerundeten Ecken und Kanten und aus einem dünnwandigen Material xvie korrosionsbeständigem Stahlvon z.B. o,127 bis o,25^ mm Dicke und vernachlässigbarer magnetischerPermeabilität (z.B. weniger als 2) und einem relativ hohen elektrischen Widerstand (z.B. zwischen 5° und loo Mikroohmzentimeter)hergestellt. Wie bereits besprochen, ist der Zv/eckOn the metallic end cap 15 is also an outer onerectangular shoulder 17 formed which mates with an outer hollow sleeve 16 and seals this. The sleeve ison the whole rectangular with rounded corners and edges and made of a thin-walled material xvie corrosion-resistant steelof e.g. 0.17 to 0.25 mm thick and negligible magneticPermeability (e.g. less than 2) and a relatively high electrical resistance (e.g. between 5 ° and 100 micro-ohm centimeters)manufactured. As already discussed, the Zv / corner

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dieses äußeren Gehäuses 18 vorzüglich die gesamte Schrittmachereinheitgegen das Eindringen von Körperflüssigkeiten hermetisch abzudichten, die insbesondere auf die Elektronikbestandteileder Schrittmachereinheit eine korrodierende Wirkung ausüben könnten. Da jedoch dieser äußere Behälter 18 magnetisch nichtpermeabel, dünnwandig und elektrisch widerstandsfähig ist, ist er auch vergleichsweise transparent, d.h. er bewirkt eine geringeDämpfung des magnetischen Feldes zum Aufladen der Schrittmacherbatterie, wie nachstehend beschrieben. Das äußere Gehäusekann auch aus anderem dünnen Metall (Dickegrad von ungefähr 0,0762 bis 0,508 mm) wie Titan oder der mit Haynes 25 bezeichnetenLegierung hergestellt sein. Eine Glas-, Keramik- oder aus sonstigem, nichtleitendem, nicht permeablen, hermetisch abdichtendenMaterial hergestellte Hülse für das äußere Gehäuse 18 würde auch vollständig zufriedenstellend sein, und zwar auchbei einer beträchtlich größeren Dicke (maximale Dicke ungefähr 1,27 mm), da diese Materialien in keiner Weise elektrisch leitendoder magnetisch permeabel sind.this outer housing 18 especially the entire pacemaker unitto hermetically seal against the ingress of body fluids, in particular on the electronic componentscorrosive effects on the pacemaker unit. However, since this outer container 18 is not magneticPermeable, thin-walled and electrically resistant, it is also comparatively transparent, i.e. it has a low effectAttenuation of the magnetic field to charge the pacemaker battery, as described below. The outer casecan also be made of other thin metal (thickness from approximately 0.0762 to 0.508 mm) such as titanium or the one designated Haynes 25Alloy be made. A glass, ceramic or other, non-conductive, non-permeable, hermetically sealingMaterial made sleeve for the outer housing 18 would also be entirely satisfactory, toowith a considerably greater thickness (maximum thickness approximately 1.27 mm), as these materials are in no way electrically conductiveor are magnetically permeable.

Das äußere Gehäuse 18 ist ebenfalls an einem Ende offen, wo es die äußere Schulter 17 der Stirnkappe I5 aufnimmt und z.B. durchElektronenstrahlschweißung zum Herstellen einer hermetischen Dichtung mit dieser verbunden wird. Es liegt jedoch auf derHand, daß vor Aufbringen der Stirnkappe I5 am äußeren Behälter18 die bei I9 gezeigte aufladbare Batterie mit Eingangstransformator2o im äußeren Behälter 18 angebracht und dann mittels einer medizinischen Silastik-Verbindung oder dgl. 19a darineingeschlossen wird. Die Batterie I9 kann z.B. eine Einzellen-Nickel-Kadmiumbatteriesein, die eine Nennspannung von 1,25 V mit einer Kapazität von 2oo Milliamperestunden erzeugen kann.Der Eingangstransfibrmator 2o könnte dagegen vorzugsweise dieForm eines flachen Platten- bzw. Kernelementes aus magnetisch permeablem (d.h. Ferrit-)Material haben, das von einer Isolierwicklungmit mehreren Wicklungen umgeben ist. Gemäß Fig. 3 kann der Transformator 2o z.B. durch Anleimen oben an der Innenflächedes äußeren Gehäuses 18 angebracht werden.The outer housing 18 is also open at one end where it receives the outer shoulder 17 of the end cap I5 and e.g.Electron beam welding is connected to produce a hermetic seal with this. However, it is up to theHand that before attaching the end cap I5 to the outer container18 shows the rechargeable battery with input transformer shown at I92o attached in the outer container 18 and then by means of a medical Silastic connection or the like. 19a thereinis included. The battery I9 can, for example, be a single-cell nickel-cadmium batterythat can generate a nominal voltage of 1.25V with a capacity of 200 mAh.The input Transfibrmator 2o could, however, preferably theIn the form of a flat plate or core element made of magnetically permeable (i.e. ferrite) material, which is supported by an insulating windingis surrounded with several windings. According to Fig. 3, the transformer 2o can e.g.of the outer housing 18 can be attached.

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- Io -- Io -

An der Stirnkappe 15 ist auch eine (an der Einheit gemäß Fig. 2 ander linken oberen Ecke gelegene) öffnung hergestellt, welche zum Durchführen einer Verbindung zwischen der Schrittmachereinheitund einem allgemein mit 21 bezeichneten koaxialen Katheterelement konventioneller Bauart dient. Die Käthetereinheit 21 weist,wie bekannt, ein zentrales Leitungselement 22 auf, das von einem äußeren umkleidenden Leiterelement 23 umgeben ist, wobei diekoaxial angeordneten Leiterelemente 22, 23 durch elektrischesIsoliermaterial 24 voneinander getrennt sind. Um die Kathetereinheit 21 ist auch eine äußere elektrisch isolierende Hülsevorgesehen, wie sie bei 25 dargestellt ist, die aus einem Material wie z.B. einem medizinischen Silastikstoff hergestelltist.On the end cap 15 there is also a (on the unit according to FIGthe upper left corner) opening, which is used to carry out a connection between the pacemaker unitand a coaxial catheter element, generally designated 21, of conventional design is used. The catheter unit 21 hasAs is known, a central line element 22 which is surrounded by an outer sheathing conductor element 23, thecoaxially arranged conductor elements 22, 23 by electricalInsulating material 24 are separated from one another. Around the catheter unit 21 is also an outer electrically insulating sleeveas shown at 25, made from a material such as medical grade silicais.

Die Leitungselemente 22, 23 der Kathetereinheit sind mit der inneren Elektronikschaltung der Schrittmachereinheit elektrischverbunden, wie nachstehend im einzelnen beschrieben. Diese Verbindung besteht aus einem Paar von Ko var-Durchführungse lernen -The lead elements 22, 23 of the catheter unit are electrical with the internal electronic circuit of the pacemaker unitconnected as described in detail below. This connection consists of learning a pair of co var implementations -

,an
ten, die der Stirnkappe 15 angebracht sind, und von denen eine in Pig. 2 und 3 bei 26 dargestellt ist. Diese Durchführungseinheiten26 stellen eine elektrische Verbindung zwischen dem Katheter 21 und der Elektronik her, ohne die hermetische Dichtung zwischender Stirnkappe und dsr¹ inneren Hülse I3 zu stören. DieStirnkappe 15 ist vorzugsweise mit einem geeigneten Vergießmaterial 26a ausgefüllt, das nicht nur als elektrischer Isolatordient, sondern auch einen Teil der hermetischen Dichtung für die Einheit darstellt und letztere vor mechanischen Erschütterungenschützt.,at
th attached to the end cap 15 and one of which in Pig. 2 and 3 is shown at 26. This management units 26 provide an electrical connection between the catheter 21 and the electronics forth without the hermetic seal between the end cap and interfering dsr inner sleeve¹ I3. The end cap 15 is preferably filled with a suitable potting material 26a, which not only serves as an electrical insulator, but also forms part of the hermetic seal for the unit and protects the latter from mechanical vibrations.

Um den Schrittmacher verträglicher für die Einpflanzung in einen menschlichen Körper zu machen, wird die gesamte Schrittmachereinheitnach der Herstellung vorzugsweise mit einem durchgehenden Überzug 27 aus geeignetem Kunststoffmaterial versehen, z.B.medizinischem Silastik- und/oder Epoxyharz, und zwar in einerIn order to make the pacemaker more compatible for implantation in a human body, the entire pacemaker unit is usedafter manufacture, preferably provided with a continuous covering 27 of suitable plastics material, e.g.medical grade silastic and / or epoxy resin, all in one

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oder mehreren Lagen, um eine Korrosion der äußeren Metallhülse zu verhindern und eine Reizung des Körpergewebes herabzusetzen.Jm die Schrittmachereinheit so klein wie möglich gestalten zu können und gleichzeitig die gewünschte hermetische Dichtung derElektronikschaltungen lo, 11 durchzuführen, können diese Schaltungen,falls gewünscht, in der bekannten Hybrid-Schaltungstechnik hergestellt werden; d.h. die Schaltungen lo, 11 können ineiner verschlossenen Metallhülse bzw. einem solchen Behälter hergestellt sein, welcher selbst als hermetische Dichtung/elektromagnetischeHülse für die Schaltungen dient.or multiple layers to prevent corrosion of the outer metal sleeve and reduce irritation of the body tissue.In order to be able to make the pacemaker unit as small as possible and at the same time achieve the desired hermetic seal of theTo carry out electronic circuits lo, 11, these circuits,if desired, made in known hybrid circuit technology; i.e. the circuits lo, 11 can be ina closed metal sleeve or such a container, which itself as a hermetic seal / electromagneticSleeve for the circuits is used.

Kurz gesagt, die mechanische Konstruktion des vorgeschlagenenHerzschrittmachers weist eine äußere hermetische Dichtung (die Wand IG) auf, die aus einem Material sehr hohen elektrischenWiderstands und vernachlässigbarer magnetischer Permeabilität hergestellt ist, welches außerdem korrosionsbeständige Eigenschaftenaufweist, die die Möglichkeit ausschließen, daß Körperflüssigkeitenin den Schrittmacher eindringen und die inneren Elektronikanlagen, wie z.B. den Eingangstransformator 2o, denAusgangstransformator 12 und die Schaltungen Io und 11 zerstören. Da diese äußere hermetische Dicht mg l8 dünnwandig ist undeinen elektrischen Widerstand darstellt, wird das periodische magnetische Ladesignal nicht wesentlich gedämpft, welcheswährend des Ladevorganges dem Eingangstransformator 2o eingegeben wird. Das innere Gehäuse IJ ist umgekehrt aus einem hochleitendenundmagnetisch permeablen Material hergestellt, welches eine innere hermetische Dichtung zum Schutz des Ausgangstransformators12 und der Elektronikschaltungen Io und 11 gegen elektromagnetischeInterferenz dient, welche aufgrund des Ladequellenfeldes hoher Energie und eventuell äußerer Hochfrequenzquellen wieden oben genannten, entstehen kann.In short, the mechanical design of the proposedThe pacemaker has an outer hermetic seal (the wall IG) that is made of a very high electrical materialResistance and negligible magnetic permeability is established, which also has corrosion-resistant propertieshas, which exclude the possibility that body fluidspenetrate the pacemaker and the internal electronics, such as the input transformer 2o, theDestroy output transformer 12 and circuits Io and 11. Since this outer hermetic seal mg l8 is thin-walled andrepresents an electrical resistance, the periodic magnetic charging signal is not significantly attenuated, whichthe input transformer 2o is entered during the charging process. The inner housing IJ is reversed from a highly conductive oneand made magnetically permeable material which has an internal hermetic seal to protect the output transformer12 and the electronic circuits Io and 11 against electromagneticInterference is used, which due to the charging source field of high energy and possibly external high frequency sources such asthe above, can arise.

Nach dieser Beschreibung der mechanischen Konstruktion der dargestellten Ausführungsform des Herzschrittmachers werden anschließenddie in Fig. la und Ib dargestellten Elektronikschaltungenbesprochen. Wie nachstehend genauer beschrieben, dienenAfter this description of the mechanical construction of the illustrated embodiment of the cardiac pacemaker are thenthe electronic circuits shown in Fig. La and Ibdiscussed. As described in more detail below, serve

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diese Schaltungen zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen zumStimulieren des Herzens unter Kontrolle einer Schaltung, welche die Herzschläge des Patienten überwacht und die Erzeugung vonherzstimulierenden Impulsen hemmt, wenn das Herz des Patienten in natürlicher Weise und akzeptabler eigener Geschwindigkeitschlägt.these circuits to generate output pulses forStimulating the heart under the control of a circuit that monitors the patient's heartbeats and the generation ofcardiac stimulating impulses when inhibits the patient's heart naturally and at an acceptable rate of its ownbeats.

Gemäß Fig. la wird die elektrische Energie für die Elektronikschaltungder vorgeschlagenen Schrittmachereinheit durch eine bei 19 gezeigte aufladbare Einzellenbatterie des Nickel-Kadmium-Typsvorgesehen. Die Batterie I9 wird in einwandfreiem Betr ~jozustanddurch Aufladeenergie gehalten, welche durch die Haut des Patienten aus einer geeigneten äußeren Aufladeenergiequelle induktiveingegeben wird, und zwar durch den Eingangstransformator 2o mit Ferritkern und dargestelltem Aufladekopf 2oa, wie bei Barnhart et al. in "A Fixed-rate Rechargeable Cardiac Pacemaker",in API Technical Digest, Band 9, Nr. 3, Januar-Februar I970, Seiten 2-9 beschrieben. Die an der oberen Sekundärwicklung desEingangstransformators 2o auftretende, zum Wiederaufladen dienendeEingangsenergie wird durch den konventionellen Vo11weIlen-Brückendioden-Gleichrichtergleichgerichtet. Der an den Diagonalen des Gleichrichters 30 auftretende Ladeausgangsstrom wird derBatterie I9 durch eine Reihe von Ladeschaltkreisen eingegeben, welche aus einem konventionellen Feldeffekt-TransistorJlzurStrombegrenzung, einem Stromüberwachungswiderstand 32 und einemkleinen (z.B. drei Ohrc) Spannungsabfall-Widerstand 33 bestehen.Ein FilterkondensatorJKist parallel geschaltet zum Ausgang desVollwellen-Gleichrichters 30 und zwar zwischen einer Ausgangsklemmedes Widerstands 33 und dem Punkt, an dem das Ausgangselement des Feldeffekt-Transistors 3I mit dem Stromüberwachungswiderstand32 verbunden ist.According to FIG. 1 a, the electrical energy for the electronic circuit of the proposed pacemaker unit is provided by a rechargeable single-cell battery of the nickel-cadmium type shown at 19. The battery 19 is kept in good operating condition by charging energy which is inductively input through the patient's skin from a suitable external charging energy source, namely through the input transformer 2o with a ferrite core and the charging head 2oa shown, as in Barnhart et al. in "A Fixed-rate Rechargeable Cardiac Pacemaker", in API Technical Digest, Volume 9, No. 3, January-February 1970, pages 2-9. The input energy that occurs at the upper secondary winding of the input transformer 2o and is used for recharging is rectified by the conventional full-wave bridge diode rectifier. The charging output current occurring on the diagonals of the rectifier 30 is input to the battery I9 through a series of charging circuits, which consist of a conventional field effect transistorJl for current limitation, a current monitoring resistor 32 and a small (e.g. three ears) voltage drop resistor 33. A filter capacitorJK is connected in parallel with the output of the full-wave rectifier 30 between an output terminal of the resistor 33 and the point at which the output element of the field effect transistor 3I is connected to the current monitoring resistor 32.

Ein spannungsgesteuerter Oszillator 35 konventioneller Bauartist durch Leitungen 36 und 37 so verbunden, daß er Betriebsspannungaus dem Ausgang des Vollwellen-Brückengleichrichters 30A voltage controlled oscillator 35 of conventional designis connected by lines 36 and 37 so that it has operating voltagefrom the output of the full wave bridge rectifier 30

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empfängt. Der Oszillator 35 ist über die Leitungen 36, 38 sogeschaltet, daß er ein Steuerspannungssignal erhält, welches über den Stromüberwachungswiderstand 32 gebildet wird. DasErgebnis dessen ist, daß die vom Oszillator 35 erzeugte Ausgangsfrequenzsich gemäß dem Wert des der Batterie 19 eingegebenen Ladestroms ändert. Z.B. ist in einer praktischen Ausführungsformder vorliegenden Erfindung der spannungsgesteuerte Oszillator 35 so konstruiert, daß er eine Ausgangsfrequenz vonIo kHz erzeugt, und zwar bei einem vorbestimmten Sättigungsladestromvon 4o mA. Das telemetrische Ausgangsfrequenzsignal des Oszillators 35 liefert also, wenn es über die Wicklung 2ob voneiner (nicht gezeigten) äußeren Empfängereinheit erfaßt wird genaue Anzeigen und zwar sowohl, daß eine Aufladung stattfindetals auch den genauen Wert des Ladestroms. Der Ausgang des Oszillators 35 könnte beispielsweise über eine separate Wicklung39 mit dem Eingangstransformator 2o verbunden sein, wodurch ermit dem äußeren Empfänger induktiv gekoppelt wäre. In dieser Weise könnte der Eingangstransformator 2o dem zweifachen Zweck dienen,nämlich die Ladeenergie mit dem Schrittmacher, und das telemetrische Signal des Schrittmachers mit dem äußeren Empfänger zu verbinden.receives. The oscillator 35 is via the lines 36, 38 soswitched so that it receives a control voltage signal which is formed via the current monitoring resistor 32. ThatThe result of this is that the output frequency generated by the oscillator 35changes according to the value of the charging current input to the battery 19. E.g. is in a practical embodimentAccording to the present invention, the voltage controlled oscillator 35 is constructed to have an output frequency ofIo kHz generated at a predetermined saturation charge currentof 40 mA. The telemetric output frequency signal of the oscillator 35 thus delivers when it passes through the winding 2ob ofan external receiver unit (not shown), accurate indications are detected, both that charging is taking placeas well as the exact value of the charging current. The output of the oscillator 35 could, for example, be via a separate winding39 be connected to the input transformer 2o, whereby hewould be inductively coupled to the outer receiver. In this way the input transformer 2o could serve the dual purpose ofnamely to connect the charging energy with the pacemaker, and the telemetric signal of the pacemaker with the external receiver.

Der Widerstand 33 kleinen Wertes, der in dem Ladestromkreis mit der Batterie I9 verbunden ist, dient auch zum äußeren Überwachendes LadeVorgangs. Kurz gesagt, bewirkt ein über den Widerstand 33 beim Aufladen auftretender Spannungsabfall eine Verkürzungder Zeit zwischen den Impulsen und auf diese Weise eine Erhöhung der von der Taktgeber-Schaltung erzeugten Ausgangsimpulsgeschwindigkeit.Dadurch ist es wiederum für den Patienten und/oder den überwachenden Arzt möglich, die stattfindende Wiederaufladungdadurch festzustellen, daß sich die Impulsgeschwindigkeit des Patienten erhöht.The small-value resistor 33, which is connected to the battery I9 in the charging circuit, is also used for external monitoringthe charging process. In short, a voltage drop across the resistor 33 during charging causes a shorteningthe time between pulses and thus an increase in the output pulse rate generated by the clock circuit.This in turn makes it possible for the patient and / or the supervising doctor to re-charge the battery that is taking placeby detecting that the patient's pulse rate is increasing.

Die in der gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herzschrittmachersverwendete Taktgeber-Schaltung enthält das Transistorpaar 4o, 41, das mit den Widerständen 42, 43 und 44, demIn the embodiment of the pacemaker according to the invention shownclock circuit used contains the transistor pair 4o, 41, which with the resistors 42, 43 and 44, the

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taktgebenden Kondensator 45 und dem Ausgangstransformator 12einen konventionellen Kippgenerator-Schaltkreis bildet.clocking capacitor 45 and the output transformer 12forms a conventional ripple generator circuit.

Es wird z.B. angenommen, daß die Transistoren 4o, 41 anfangs beidenicht leitend sind, und daß der Transistor 46 in der (nachstehendgenauer beschriebenen) Geschwindigkeitssteigerungs-Schaltung ebenfalls abgeschaltet ist. Der Taktgeber-Kondensator 45 wird daherüber die Primärwicklung des Ausgangstransformators 12 und die Widerstände44 und 42 aufgeladen, wobei der Widerstand 42 im Vergleich zum Widerstand 44 (z.B. 47o Ohm) einen relativ großen Wert (z.B.1,2 Megohm aufweist. Dieser durch Widerstand 42 laufende Ladestrom erhält den Transistor 4o in nichtleitendem Zustand, bis Kondensator45 bis zu einem vorbestimmten Grad aufgeladen ist, zu welcherZeit der Transistor 4o einschaltet und Transistor 41 durch Rückkopplungebenfalls leitend wird. Wenn die Transistoren 4o, 41 leitend sind, ist eine Seite des Kondensators 45 (die untere Seitein Fig. la) mit der negativen Zuführungsleitung 26a verbunden,während die andere Seite dieses Kondensators über die Vereinigungsstelle von Emit·ο·:r und Basis des Transistors 4o und denWiderstand 33 mit der positiven Klemme der Batterie I9 verbundenist. Dieser Zustand dauert so lange, wie die Primärwicklung des Ausgangstransformators 12 die Versorgungsspannung aufrechterhaltenkann, z.B. ist in einer praktischen Ausführungsform der dargestelltenSchrittmacherschaltung dieser Zeitintervall als eine Millisekunde vorbestimmt. Anschließend ist die Primärwicklung desAusgangstransformators 12 gesättigt und der Transistor 41 kannnicht mehr genügend Strom führen, um seinen Kollektor an Masse zu halten. Darum nimmt der Strom durch Kondensator 45 ab undschaltet den Transistor 4o aus, der durch Rückkopplung Transistor 41 ausschaltet. Jetzt ist die Schaltung fertig für einen impulserzeugendenZyklus.For example, it is assumed that transistors 4o, 41 are initially bothare not conductive, and that the transistor 46 in the (hereinafterdescribed in more detail) speed increase circuit is also switched off. The clock capacitor 45 is thereforeacross the primary winding of the output transformer 12 and the resistors44 and 42 are charged, with resistor 42 having a relatively large value (e.g.1.2 megohms. This charging current running through resistor 42 keeps transistor 4o non-conductive until capacitor45 is charged to a predetermined level, to whichTime the transistor 4o turns on and transistor 41 by feedbackalso becomes conductive. When the transistors 4o, 41 are conductive, one side of the capacitor 45 (the lower sidein Fig. la) connected to the negative supply line 26a,while the other side of this capacitor crosses the junction of Emit · ο ·: r and base of transistor 4o and theResistor 33 connected to the positive terminal of battery I9is. This state lasts as long as the primary winding of the output transformer 12 maintains the supply voltagemay, for example, in a practical embodiment is that shownPacemaker circuit this time interval predetermined as one millisecond. Then the primary winding of theOutput transformer 12 is saturated and transistor 41 canno longer carry enough current to keep its collector at ground. Therefore the current through capacitor 45 decreases andturns off transistor 4o, which turns off transistor 41 by feedback. Now the circuit is ready for a pulse generating oneCycle.

Daraus folgt, daß die dargestellte impulserzeugende Schaltung, wenn sie nicht gehemmt ist, eine Reihe von positiv verlaufendenSteuerimpulsen parallel zur Sekundärwicklung des Ausgangstransformators 12 erzeugt, wobei jeder Impuls eine Amplitude vonIt follows that the illustrated pulse generating circuit, when uninhibited, has a number of positive goingControl pulses generated in parallel to the secondary winding of the output transformer 12, each pulse having an amplitude of

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ungefähr 5 Volt und eine Impulsbreite von 1 Millisekunde aufweist.Der Ausgangstransformator 12 bewirkt außerdem, daß jeder herzstimulierendeAusgangsimpuls des Schrittmachers einen ie gativ verlaufenden Teil von ungefähr der gleichen Größe wie der positivverlaufende Herz-Steuerimpulsteil aufweist, um den Netboionenstromim Blut in Nähe der (noch zu beschreibenden) Katheterelektroden so klein wie möglich zu halten. In der Regel beträgt eine PuIswiederhölungsgeschwindigkeitfür die impulserzeugende Schaltung 72 Impulse pro Minute, wie in erster Linie durch Widerstand 45und Kondensator 45 bestimmt.approximately 5 volts and a pulse width of 1 millisecond.The output transformer 12 also causes each cardiac stimulatingThe output pulse of the pacemaker has a negative running part of approximately the same size as the positiverunning heart control pulse part to the netboionenstromin the blood in the vicinity of the catheter electrodes (to be described) as small as possible. As a rule, a pulse repetition speed isfor the pulse generating circuit 72 pulses per minute, as primarily through resistor 45and capacitor 45 is determined.

Eine Seite der Sekundärwicklung des Ausgangstransformators 12 ist mit dem umkleidenden Leiterelement 23 des koaxialen Kathetersgemäß Pig. Ib durch Leitung 47 unmittelbar verbunden, währenddas andere Ende der Sekundärwicklung des Ausgangstransformators mit dem zentralen bzw. inneren Katheterlelter 22 verbunden ist,und zwar über Leitung 48 und einem in Reihe geschalteten transistorisierten,bipolaren Umschalt-Schaltkreis konventioneller Bauartmit Transistorpaar 49, 5o und Widerständen 51» 52. Ein Gleichstrom-Isolierkondensator53 ist zwischen den Ausgangstransformator 12 und der bipolaren Umschalt-Schaltung 49, 50 angeordnet,um eine versehentliche Anlegung der Batteriespannung unmittelbar an das Herz des Patienten zu vermeiden.One side of the secondary winding of the output transformer 12 is connected to the sheathing conductor element 23 of the coaxial catheteraccording to Pig. Ib directly connected by line 47 whilethe other end of the secondary winding of the output transformer is connected to the central or inner catheter sleeve 22,namely via line 48 and a series-connected transistorized,conventional design bipolar switching circuitwith transistor pair 49, 50 and resistors 51 »52. A direct current isolating capacitor53 is arranged between the output transformer 12 and the bipolar switching circuit 49, 50,to avoid accidental application of battery voltage directly to the patient's heart.

Das durch das Transistorpaar 49, 5o gebildete Ausgangsschaltgliedist nur dann geschlossen, wenn ein Ausgangsimpuls an der Sekundärwicklung des Ausgangstransformators 12 zum Eingeben in das Herzdes Patienten erscheint. Während des positiven Teils des von der Taktgeberschaltung ausgehenden Ausgangsimpulses ist die Transistorstufe49 leitend und verbindet den Ausgangstransformator 12 mitder Ausgangsleitung 48, wogegen während des negativen Teils des herzstimulierenden Ausgangsimpulses der andere Transistor 50 leitendist. Zu allen sonstigen Zeiten ist dieser Umschalt-Schaltkreis 49, 50 offen und besitzt eine hohe Eingangsimpedanz für die den Herzschlagüberwachende Schaltung, wie nachgehend genauer beschrieben.The output switching element formed by the transistor pair 49, 5ois only closed when an output pulse is applied to the secondary winding of the output transformer 12 for input into the heartof the patient appears. During the positive part of the output pulse from the clock circuit, the transistor stage is on49 conductive and connects the output transformer 12 withof the output line 48, while the other transistor 50 is conductive during the negative part of the heart-stimulating output pulseis. At all other times this switching circuit 49, 50 is open and has a high input impedance for the heartbeatmonitoring circuit, as described in more detail below.

3Ü9883/CH73Ü9883 / CH7

- 16 -- 16 -

-16- 233: '39-16-233: '39

Mit anderen Worten ist das transistorierte Glied 49, 5o mit der Überwachungsschaltung elektrisch parallel geschaltet, so daß, wenndieses Umschaltglied nicht vorgesehen wäre, die durch den Ausgangstransformator12 dargestellte niedrige Impedanz die Wirkung haben würde, den Herzschlag-Ausgangsimpuls zu vermindern und dadurcheine einwandfreie Überwachung desselben zu verhindern.In other words, the transistorized element 49, 5o is connected electrically in parallel with the monitoring circuit, so that ifthis switching element would not be provided by the output transformer12 would have the effect of reducing the heartbeat output pulse and therebyto prevent proper monitoring of the same.

Wie bereits bemerkt, werden die soeben beschriebenen, von der Taktgeberschaltung ausgehenden, herzstimulierenden Ausgangsimpulsemittels eines konventionellen koaxialen Katheters 21 gemäß Pig. Ib in das Herz des Patienten eingegeben. Der Katheter21 endet an einem mit dem äußeren Katheterleiterelement27>und Ausgangsleitung 27 elektrisch verbundenen, näheren Elektrodenelement 54 und einem entfernteren Elektrodenelement 55, welchesmit dem inneren Katheterleiter 22 und Ausgangsleitung 48 elektrisch verbunden ist. Es sollte hier bemerkt werden, daß dieAusgangsleitung 47 in Nähe der positiven Klemme der Batterie I9vorzugsweise nicht mit der positiven Spannungszuführung 55a verbundenist, sie ist anstelledessen mit dieser positiven Spannungszuführung körperlich dicht am Katheter verbunden,und zwar überdie transistorierte Schaltung, die die Betriebsspannung von der Batterie I9 empfängt, um die Wirkung der Ausgangsstromstöße aufdiese Schaltung so klein wie möglich zu halten. Dies ist in Fig. 'la und Ib dadurch dargestellt, daß sich die Leitung 47 von Fig. lazu Fig. Ib erstreckt, ehe sie mit der positiven Spannungszuführungsleitung55a verbunden ist.As already noted, the heart-stimulating output pulses just described, emanating from the clock circuit, are generated by means of a conventional coaxial catheter 21 according to Pig. Ib entered into the patient's heart. The catheter 21 ends at acloser electrode element 54, which is electrically connected to the outer catheter conductor element 27 and output line 27, and a more distant electrode element 55, which is electrically connected to the inner catheter conductor 22 and output line 48. It should be noted here that the output line 47 is preferably not connected in the vicinity of the positive terminal of the battery I9 to the positive voltage supply 55a, is instead connected to the positive voltage supply physically close to thecatheter, through the transistorized circuit which Receives operating voltage from battery I9 in order to keep the effect of the output current surges on this circuit as small as possible. This is shown in FIGS. 1 a and 1 b in that the line 47 extends from FIG. 1 a to FIG. 1 b before it is connected to the positive voltage supply line 55 a.

Nach Beschreibung der Entstehung der herzstimulierenden Impulse wird anschließend der Schaltungsbereich beschrieben, der dievom Herzen durch den Herzschlag hervorgerufene elektrischen Impulse überwacht und diese überwachten Impulse dazu verwendet,um die Taktgeberschaltung zu hemmen, wenn das Herz in akzeptabler Eigengeschwindigkeit schlägt.After describing the origin of the heart-stimulating impulses, the circuit area is then described which themonitors electrical impulses caused by the heartbeat and uses these monitored impulses to:to inhibit the clock circuit when the heart beats at an acceptable rate.

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- ι? - 233 K99- ι? - 233 K99

Der koaxiale Katheter ist am Herzen in der Weise angeordnet, daß er nicht nur die herzstimulierenden Impulse des Schrittmacherseingibt, um ein gesteuertes Schlagen des Herzens zu initiieren, sondern auch das durch das Schlagen im Herzen erzeugteelektrische Signal wird über die Elektroden 54, 55 abgetastetund erscheint am Eingang eines aus Transistorstufen 56, 57 undbestehenden konventionellen Dreistufen-Kaskadenverstärkers. Diesesvom Herzen erzeugte Signal beäbeht aus dem sogenannten "QRS-T-Komplex',der synchron mit der ventrikulären Kontraktion verläuft, das heißt, daß die Kontraktion mit dem Auftakt (Vorderflanke),der Q-WeHe anfängt und mit dem Abklingen (Hinterflanke),der T-WeHeendet.The coaxial catheter is arranged on the heart in such a way that it does not only receive the heart stimulating impulses from the pacemakerinputs to initiate a controlled beating of the heart, but also that produced by the beating in the heartelectrical signal is sampled across the electrodes 54, 55and appears at the input of one of transistor stages 56, 57 andexisting conventional three-stage cascade amplifier. ThisThe signal generated by the heart comes from the so-called "QRS-T complex",which is synchronous with the ventricular contraction, i.e. the contraction begins with the beginning (leading edge),the Q-WeHe begins and with the decay (rear flank), the T-WeHeends.

Beim Anlagen an die Basis der ersten Transistorverstärkungsstufe 56 über den Koppelkondensator 59 hat der R-WellenEingangsteildes Herzsignals in der Regel einen Wert von mindestens 3 Millivolt.Die dreistufige Verstärkerschaltung 56-58 weist einen kombinierten Verstärkungsgrad von ungefähr 2oo auf, so daß der Verstärker-Ausgangdurchschnittlich eine positiv verlaufende Impulshöhe von 600 Millivolt aufweist, wodurch das Vorhandensein des R-Wellenteilsbei jedem Herzschlag angezeigt wird. Eine Zenerdiodenschaltung 6o von doppelter Polarität ist über den koaxialen Katheter21 mit dem Eingang der Schrittmacherschaltung zu dem Zweck verbunden, sowohl die der Umschaltung dienenden Ausgangstransistoren 49,5o als auch die der Verstärkung dienenden Eingangstransfefcorenstufen56-5C gegen jedes relativ hohe Signal zu schützen, das im Katheterauftreten könnte, z.B. wenn das Herz durch äußere Schock-Defibrillation defibrilliert wird. Bei einer praktischen Anwendungder erfindungsgemäßen Schaltung ist die Zenerdiodenschaltungso eingestellt, daß die Eingangspannungshöhe auf nominal Io Volt beschränkt ist.When applied to the base of the first transistor amplification stage 56 via the coupling capacitor 59, the R-wave input part hasof the heart signal usually has a value of at least 3 millivolts.The three stage amplifier circuit 56-58 has a combined gain of approximately 200 so that the amplifier outputhas an average positive going pulse height of 600 millivolts, thus eliminating the presence of the R-wave portionis displayed with each heartbeat. A double polarity zener diode circuit 6o is across the coaxial catheter21 connected to the input of the pacemaker circuit for the purpose of both the output transistors 49 serving for switching,5o as well as the input transfer stages serving for amplification56-5C to protect against any relatively high signal that is in the cathetercould occur, e.g. if the heart is defibrillated by external shock defibrillation. In a practical applicationof the circuit according to the invention is the zener diode circuitadjusted so that the input voltage level is limited to nominal Io volts.

Die am Kollektor der letzten Verstärkerstufe 5& erscheinende■■/erstarkte Version des Herzschlagsignals wird dem sogenanntenThe 5 & appearing at the collector of the last amplifier stage■■ / strengthened version of the heartbeat signal is called the

- 18 3Ü9Ö83/0A75- 18 3Ü9Ö83 / 0A75

- ιέ - 2331 ■· 39- ιέ - 2331 ■ 39

Brechungstromkreis eingegeben, der aus folgenden Teilen besteht:Transistorstufen 6l, 62 und 63, die zusammen eine konventionelle, monostabile Detektorschaltung bilden, Umschalt-Transistor 64, unddas eine zweite konventionelle monostabile Schaltung bildende Transistorpaar 65, 66. Der gemeinsame Zweck dieser Brechungsschaltungist, zu verhindern, daß der Schrittmacher durch eine T-Welle hohen Niveaus gehemmt wird , die im Herzausgangssignal ziemlichnahe an der Spannungshöhe der vorhergehenden R-Weile erscheinenkann, d.h. es ist erwünscht, daß die Schrittmacherschaltung nur durch die R-Welle gehemmt wird. Da die T-Welle stets in weniger als3oo Millisekunden nach der R-Welle erscheint, erfüllt der Brechungsschaltkreis diese Funktion im wesentlichen durch Ausschalten oderWirkungslosmachen des den Impuls hemmenden Schaltungsteils des Schrittmachers (siehe rechter Schaltungsbereich in Fig. Ib),und zwar für einen etwas länger als 300 Millisekunden dauerndenIntervall nach jedem Auftreten einer abgetasteten R-Welle.Breaking circuit entered, which consists of the following parts:Transistor stages 6l, 62 and 63, which together form a conventional, monostable detector circuit, switching transistor 64, andthe pair of transistors 65, 66 forming a second conventional one-shot circuit. The common purpose of this refraction circuitis to prevent the pacemaker from being inhibited by a high level T-wave that is quite present in the cardiac outputappear close to the voltage level of the previous R-periodi.e., it is desirable that the pacing circuit be inhibited only by the R-wave. Since the T-wave is always in less than300 milliseconds after the R-wave appears, the refractive circuit performs this function essentially by turning off orDisabling of the pulse-inhibiting circuit part of the pacemaker (see right circuit area in Fig. Ib),for one that lasts a little longer than 300 millisecondsInterval after each occurrence of a sampled R-wave.

Die monostabilen Detektor-Transistorstufen 6l, 62 und 63 sindnormalerweise nichtleitend. Transistorstufe 61 ist so konstruiert, daß sie eingeschaltet bzw. leitend wird, wenn die Amplitude deseingegebenen Eingangsimpulssignals einen vorgewählten Schwellenwert (z.B. ungefähr 600 Millivolt) überschreitet, der das Auftreteneiner R-Welle anzeigt. Bei eingeschaltetem Transistor 6l ist Transistor 63 ebenfalls leitend und sieht einen Basisstromwegfür die Transistorstufe 62 vor, wodurch auch dieser letztere Transistor eingeschaltet wird. Bei eingeschaltetem Transistor 62 verbleibtTransistor 63 ebenfalls für eine festgelegte Zeitdauer leitend, nachdem das Eingangssignal aus der Basis des Transistors 6lverschwunden ist. Dieser Intervall, während dessen Transistor leitend verbleibt, wird durch die Werte des RC-Taktgeber-Schaltkreisesbestimmt, der aus KondensatorGjund in Reihe geschaltetem Widerstand 68 besteht. Beispielsweise kann der Kondensator 67 einenWert von o,l Microfarad und der Widerstand 6L sinen Wert von ?.2o Kiloohm aufweisen, um den Intervall, während dem Transistor 63The monostable detector-transistor stages 61, 62 and 63 are normally non-conductive. Transistor stage 61 is designed to be turned on or conductive when the amplitude of the input pulse signal input exceeds a preselected threshold value (e.g., approximately 600 millivolts) indicative of the occurrence of an R-wave. When transistor 61 is switched on, transistor 63 is also conductive and provides a base current path for transistor stage 62, whereby this latter transistor is also switched on. When the transistor 62 is switched on, transistor 63 also remains conductive for a defined period of time after the input signal has disappeared from the base of transistor 61. This interval, during which the transistor remains conductive, is determined by the values of the RC clock circuit, which consists of capacitorGj and resistor 68 connected in series. For example, capacitor 67 can have a value of 0.1 microfarads and resistor 6L can have a value of? .2o kiloohms, around the interval during transistor 63

- IQ3 ü y¹J ti 3 / 0 A 7 5- IQ3 ü y¹ J ti 3/0 A 7 5

leitend verbleibt, auf ungefähr loo Millisekunden festzulegenund dadurch jede Breitenänderung des R-Wellen-Eingangssignalesaufnehmen zu können. Auf diese Weise erscheint am Ausgang (Kollektor) von Transistor 63 ein loo Millisekunden breiter,positiv verlaufender Impuls von ungefähr 1 Volt in der Amplitude für jede normale, vom Herzen erzeugte und am koaxialen Katheter21 aufgefangene R-Welle.remains conductive, to be set to approximately 100 millisecondsand thereby any change in width of the R-wave input signalto be able to record. In this way, a loo millisecond appears wider at the output (collector) of transistor 63,positive going pulse of approximately 1 volt in amplitude for any normal, heart-generated and coaxial catheter21 caught R-wave.

Dieser Ausgangsimpuls der Transistorstufe 65 wird über Strombegrenzungswiderstand69 der Basis des Umschalttransist.ors 64 eingegeben und versetzt letzteren in leitenden Zustand, in demder jeweils zwischen Basis und Kollektor der monostabilen Transistoren 65 und 66 geschaltete taktgebende Kondensator 70 zurückgeführtbzw. entladen wird. Jetzt ist die Transistorstufe 65 in leitendem Zustand, was wiederum den anderen Transistor 66 dieses monostabilenPaares einschaltet, wodurch Transistorstufe 65 in leitendem Zustand verbleibt (nachdem Umschalttransistor 64 ausschaltet, umdie Rückstellung wieder aufzuheben), bis der taktgebende Kondensator7o genügend geladen ist, um Transistorstufe 65 und durchRückkopplung Transistorstufe 66 auszuschalten. Die RC-Taktgeperparameterfür die monostabilen Elemente 65, 66 sind vorgewählt, so daß es nach Ausschalten von Transistor 64 ungefähr 2ooMillisekunden dauert, bis Kondensator 7o genügend geladen ist, um Transistoren 65 und 66 in ihren normalen abgeschalteten Zustandzurückzuführen. Als Ergebnis ist der Ausgangsimpuls der monostabilen Elemente 65, 66 (am Kollektor der Transistorstufe66) ein negativ verlaufender, rechtwinkliger Impuls, dessen vordere Planke den Beginn jeder Eingangs-R-Welle begrenzt, und dereine Breite von ungefähr 300 Millisekunden aufweist, der Summe von a) der loo Millisekunden während derer die monostabilen Elemente65, 66 durch Umschalttransistor 64 in gelöschter Stellunggehalten werden, und b) der Monostabil-Element-Periode von 2oo Millisekunden. Dieser am Kollektor von Transistor 66 erscheinendemonostabile Ausgangsimpuls von 300 Millisekunden verbleibt längerThis output pulse of the transistor stage 65 is via the current limiting resistor69 entered the base of the switching transistor 64 and puts the latter in the conductive state, in whichthe clock-generating capacitor 70 connected between the base and collector of the monostable transistors 65 and 66 is fed backor is discharged. Now the transistor stage 65 is in the conductive state, which in turn the other transistor 66 of this monostablePair turns on, whereby transistor stage 65 remains in the conductive state (after switching transistor 64 turns off toto cancel the reset) until the clock-generating capacitor7o is charged enough to transistor stage 65 and throughTurn off feedback transistor stage 66. The RC clock parametersfor the monostable elements 65, 66 are preselected, so that after turning off transistor 64, approximately 2ooIt takes milliseconds for capacitor 70 to be charged enough to keep transistors 65 and 66 in their normal off statetraced back. As a result, the output pulse of the monostable elements 65, 66 (at the collector of the transistor stage66) a negative-going, right-angled pulse, the leading edge of which delimits the beginning of each input R-wave, and thehas a width of approximately 300 milliseconds, the sum of a) the 100 milliseconds during which the monostable elements65, 66 by switching transistor 64 in the cleared positionand b) the monostable element period of 200 milliseconds. This appearing at the collector of transistor 66monostable output pulse of 300 milliseconds remains longer

- 2o 309883/0475- 2o 309883/0475

als 3oo Millisekunden, so lange wie jeweils kürzer als 300 Millisekundendauernde Impulse oder Signale abgetastet werden. Bei dem 300 Millisekunden annehmenden Beispiel halten alle Signale miteiner 2oo Schläge pro Minute (SPM) übersteigenden Geschwindigkeit,d.h.60sec/min geteilt durch 3oo tn/sec = 2oo SPM., die monostabilenElemente leitend. Wenn die T-Welle abgetastet wird, aberweniger als 300 Millisekunden nach der R-Welle auftritt, verhindertdiese Schaltung, daß der Schrittmacher durch die T-Welle gehemmt wird. Nachstehend wird aufgezeigt, daß der Schrittmachernur gehemmt wird, wenn Transistor66eingeschaltet ist (d.h. durch die Vorderflanke des am Kollektor66austretenden Impulses). Aufdiese Weise kommt es zustande, daß nach dem ersten Impuls alle am Katheter auftretenden Störsignale von (in diesem Beispiel)größeren Geschwindigkeiten als 2oo SPM den Schrittmacher nichthemmen. Dies verleiht der Schrittinacherschaltung eine beträchtliche Störfestigkeit deren Bereich durch Verstellen der Elemente 62,und 65,66geändert werden kann.than 300 milliseconds, as long as pulses or signals lasting less than 300 milliseconds are sampled. In the example assuming 300 milliseconds, all signals keep the monostable elements conducting at a speed exceeding 2oo beats per minute (SPM), ie60 sec / min divided by 3oo tn / sec = 2oo SPM. If the T-wave is sensed but occurs less than 300 milliseconds after the R-wave, this circuit prevents the T-wave from inhibiting the pacemaker. It will be shown below that the pacemaker is inhibited only when transistor66 is on (ie, by the leading edge of the pulse exitingcollector 66). In this way it comes about that, after the first pulse, all interference signals occurring at the catheter with speeds greater than 200 SPM (in this example) do not inhibit the pacemaker. This gives the stepper circuit a considerable immunity to interference, the range of which can be changedby adjusting the elements 62, and 65, 66.

Der am Kollektor der Transistorstufe 66 auftretende negativ verlaufendeAusgangsImpuls von 3oo Millisekunden aus den monostabilenElementen wird durch einen aus Kondensator 71 und den in Reihe geschalteten Widerständen gebildeten differenzierenden Schaltkreisder Basis der Transistorstufe 73 in der dargestellten Impulshemmungsschaltungeingegeben, wo der resultierende die Voruerflanke des Ausgangs der monostabilen Elemente und den Beginn einer R-WeHeanzeigende negative Impuls den Transistor 73 sofort einschaltet. Als Resultat dessen erscheint ein positiv verlaufendes Impulssignalam Kollektor von Transistor 73 und ist über Leitung 7^zwischen Fig. la und Ib mit der Basis des Transistors 75 verbunden,der zusammen mit Transistor 76 eine zweite konventionelle, monostabile Multivibratorschaltung bildet. Dadurch werden dieTransistoren 75, 76 leitend und Taktgeber-Kondensator 77 beginnt sich aufzuladen. Anschließend bei einer vorgewählten LadehöheThe negative going occurring at the collector of the transistor stage 66Output pulse of 300 milliseconds from the monostableElements is formed by a differentiating circuit formed by capacitor 71 and the series-connected resistorsthe base of transistor stage 73 in the illustrated pulse inhibitor circuitentered where the resulting leading edge of the output of the monostable elements and the beginning of an R-WeHeindicating negative pulse turns transistor 73 on immediately. As a result, a positive pulse signal appearsat the collector of transistor 73 and is via line 7 ^between Fig. la and Ib connected to the base of the transistor 75,which together with transistor 76 forms a second conventional, monostable multivibrator circuit. This will make theTransistors 75, 76 conductive and clock capacitor 77 begins to charge. Then at a preselected loading height

- 21 8'3/(M75- 21 8'3 / (M75

233Ί499233-499

erreicht die Basis des Transistors 75 einen Zustand, in dem Transistor75 und 76 beide in ihren normalen, nicht leitenden Zustandzurückkehren.the base of the transistor 75 reaches a state in which the transistor75 and 76 both in their normal, non-conductive stateto return.

Das am Kollektor der Transistorstufe 75 als Ergebnis diesesVorganges erscheinende Ausgangssignal ist ein ungefähr 500 Millisekunden dauernder Impuls mit negativ verlaufender, rechteckigerWelle, der der Transistorstufe 46 eingegeben wird und die Leitfähigkeitderselben steuert. Wie nachstehend genauer beschrieben, wird die Transistorstufe 46 während der Breite des 500 Millisekundendauernden Ausgangsimpulses der Elemente 75» 76 leitend undbewirkt in dieser Zeit eine Zurückstellung bzw. Entladung des Taktgeber-Kondensators 45, wodurch die Taktgeber-Schaltung desSchrittmachers gehemmt wird.That at the collector of transistor stage 75 as a result of thisThe output signal that appears in the process is an approximately 500 millisecond pulse with a negative-going, rectangular oneWave that is input to transistor stage 46 and the conductivitythe same controls. As will be described in more detail below, transistor stage 46 is turned on for the width of 500 millisecondscontinuous output pulse of the elements 75 »76 conductive andcauses during this time a reset or discharge of the clock capacitor 45, whereby the clock circuit of thePacemaker is inhibited.

Auf diese Weise dient der die Transistorstufen 75, 76 und 46 enthaltende Teil der Schrittmacherschaltung zum Bestimmen, obund wann die Hemmungssteuerung angelegt bzw. von der Taktgeber-Schaltung genommen werden soll. Im allgemeinen ist der Taktgeberso lange gehemmt, wie das Herz des Patienten normal in einwandfreier Geschwindigkeit, z.B. zwischen 60 und I80 Schlägen pro Mi- ,nute schlägt.In this way, the portion of the pacemaker circuit containing transistor stages 75, 76 and 46 is used to determine whetherand when to apply and remove the inhibition control from the clock circuit. In general, the clock isinhibited as long as the patient's heart is normal at a perfect speed, e.g. between 60 and 180 beats per minute,nute beats.

Wenn die Transistorstufe 46 (einmal pro Herzschlag) eingeschaltet ist, bewirkt sie, daß der Taktgeber-Kondensator 45 der Taktgeberschaltungmit Aufladen aufhört und, wie oben bemerkt, in einen Zustand zurückgeführt wird, in dem seine Ladung durch Widerstand44, die Primärwicklung des Ausgangstränsformators 12 und Transistor46 ausgeglichen wird. Dieser Null- bzw. ausgeglichene Ladungszustand des Taktgeber-Kondensators 45 ist so vorbestimmt, daß ereiner Taktgabe entspricht, welche gleichwertig mit 500 Millisekunden vor der normalen Erzeugung eines herzstimulierenden Ausgangsimpulsesdurch den Taktgeber des Schrittmachers ist. Da, wieWhen the transistor stage 46 is on (once per heartbeat), it causes the clock capacitor 45 of the clock circuitceases with charging and, as noted above, is returned to a state in which its charge is resistive44, the primary winding of the output phase transformer 12 and transistor46 is compensated. This zero or balanced state of charge of the clock generator capacitor 45 is predetermined so that itcorresponds to a clock pulse which is equivalent to 500 milliseconds before the normal generation of a heart-stimulating output pulseby the pacemaker's clock. There how

- 22309883/0475- 22309883/0475

_₂₂ _/.όόivjy_₂₂ _/.όό ivjy

bereits bemerkt, der Steuertransistor 46 auch nach Auftreten einerR-WeHe in seinem leitenden bzw. angeschalteten Zustand gehaltenwird, und zwar flir eine vorgewählte Zeitdauer von 5oo Millisekunden,wird der Taktgeber 4o, 41 so gesteuert, daß er keinen Ausgangsimpulserzeugt, bis insgesamt ungefähr looo Millisekunden, bzw. eine volle Sekunde verlaufen sind, nachdem ein normaler bzw.nicht stimulierter Herzschlag abgetastet wurde. Auf diese Art und Weise ist der Schrittmacher so lange gehemmt, wie das Herznormal, d.h. mit mehr als ungefähr 60 Schlägen pro Minute schlägt.In diesem Sinne ist daher auch der als Geschwindigkeitssteigerungs-Schaltkreis bezeichnete Teil der dargestellten Schaltung auch dazuvorgesehen, eine Hysterese bzw. Verzögerung zu erzeugen, wodurch der Schrittmacher die Erzeugung eines heustimulierenden Ausgangsimpulsesverzögert, nachdem der normale ScHagausgang des Herzenserfaßt wurde, um festzustellen, ob das Herz wieder in einer 60 Schlagen pro Minute entsprechenden oder größeren Geschwindigkeitschlagen wird. Mit anderen Worten, am Ende der leitenden Zeit des Transistors 46 von 5oo Millisekunden wird der Ladekondensator 45ausgelöst und fängt and, sich über die Primärwicklung des Ausgangstransformators12 und Widerstände 42 und 44 aufzuladen. Wenn das Herz dann innerhalb der folgenden 500 Millisekunden keine weiterenHerzschlag-Ausgangssignale abgibt, lädt sich dadurch Kondensator 45 bis zum Anschaltpegel des Transistors 4o auf, wodurch Transistor4o angeschaltet wird und die Erzeugung eines herzstimulierenden Ausgangsimpulses des Schrittmachers auslöst. Auf diese Art undWeise erzeugt der Schrittmacher jedesmal seine 72 Normalimpulse pro Minute, wenn die normale Herzgeschwindigkeit unter 60 Schlägenpro Minute absinkt.already noted, the control transistor 46 even after the occurrence of aR-WeHe is kept in its conductive or switched-on statefor a preselected period of 500 milliseconds,the clock generator 4o, 41 is controlled so that it does not have an output pulsegenerated until a total of about looo milliseconds or a full second have elapsed after a normal orunstimulated heartbeat was sensed. In this way the pacemaker is inhibited for as long as the heartbeats normally, i.e. at more than about 60 beats per minute.In this sense, the part of the circuit shown that is referred to as the speed-increasing circuit is also includedprovided to generate a hysteresis or delay whereby the pacemaker is able to generate a hay stimulating output pulsedelayed after the normal blowout of the heartwas recorded to determine whether the heart was recovering at a rate equal to or greater than 60 beats per minutewill beat. In other words, at the end of the conductive time of the transistor 46 of 500 milliseconds, the charging capacitor 45 becomestriggered and begins to move across the primary winding of the output transformer12 and resistors 42 and 44 to charge. If the heart does not do any more within the next 500 millisecondsEmits heartbeat output signals, thereby charging capacitor 45 up to the turn-on level of transistor 4o, whereby transistor4o is switched on and the generation of a heart-stimulating output pulse of the pacemaker triggers. In this way andThe pacemaker generates its 72 normal pulses per minute every time the normal heart rate falls below 60 beatsdrops per minute.

Jeder am Ausgang des Transformators 12 auftretende Impuls schaltetden bipolaren Transistor-Umschalter 49, 5o an, der den Impulsüber Leitungen 48 und 22 mit dem Katheter verbindet. Zwischen den Impulsen ist der bipolare Transistor 49, 50 offen, wiebereits bemerkt, und hält die Sekundärwicklung des TransformatorsEvery pulse occurring at the output of the transformer 12 switchesthe bipolar transistor switch 49, 5o, which the pulseconnects via lines 48 and 22 to the catheter. Between the pulses, the bipolar transistor 49, 50 is open, likealready noticed and holds the secondary winding of the transformer

- 23 309883/0475- 23 309883/0475

233U99233U99

12 davon ab, als Stromableitungsdämpfung der vom Katheter abgetastetenR-Wellen zu wirken. Durch Beseitigung des Gleichstronjwegesniedrigen Widerstandes zwischen den Elektroden 54 und 55 des Katheters 21 wird auch ein eventuell zwischen 54 und 55 fließenderKorrosionsstrom (z.B. falls 54 und 55 aus verschiedenenMetallen bestehen), beseitigt.12 of it, as current dissipation attenuation of the scanned by the catheterR waves act. By eliminating the Gleichstronjweglow resistance between the electrodes 54 and 55 of the catheter 21 is also a possibly between 54 and 55 flowingCorrosion current (e.g. if 54 and 55 are from differentMetals), eliminated.

Wie bereits beschrieben, würde jedesmal bei Erzeugung eines herzstirnulierendenAusgangsimpulses durch das Transistorpaar 4o, 41 ein Teil desselben in der Leitung 48 durch Kondensator 59 erfaßtund würde die Elemente 61 bis 63 und 65 bis 66 aktivieren. Jedoch ist der Ausgangsimpuls außerdem über die RC-Schaltung 78,79 und Draht 80 mit der Basis der Transistorstufe 8l verbunden, wo er diese Transistorstufe einschaltet. Der Transistor 65 wirktals Kurzschluß und verhindert, daß der vom Kondensator 71 kommende Impuls den Transistor 8l aktiviert. Wegen der Durchgangszeitdurch Transistoren 56, 57, 58, 61, 62, 63, 64, 65 und 66 wird Transistor 81 vor Transistor 66 angeschaltet. Bei Silicium-Transistorenwird Transistor 8l ungefähr 4o Mikrosekundenvor Transistor66angeschaltet. Als Resultat dessen lädt sich Kondensator 7I desoben beschriebenen, differenzier-anden Schaltkreises in weniger als einer Millisekunde auf, wenn Stufe 66 angeschaltet ist undverbleibt geladen, wenn Stufe 81 ausschaltet. Wenn also das Herz des Patienten auf diesen herzstimulierenden Ausgangs impuls hinschlägt und dieser Schlag durch die Schrittmacherschaltung festgestellt wird, hat das zur Folge, daß der am Kollektor von Transistorstufe66 erscheinende Impuls zum Aufzeichnen des Vorhandenseins dieses Herzschlages nicht differenziert wird und daher kein Leitender Transistorstufe 73 bewirkt. Daraus folgt, daß der stimulierte Herzschlag, d.h. der auf die Eingabe eines herzstimulierendenImpulses erzeugte Herzschlag nicht über den Kollektor der Transistorstufe 66 registriert und mit einem natürlichen Herzschlag verwechseltwird.As already described, each time a cardiac stimulating output pulse is generated by the transistor pair 40, 41, a part of the same in the line 48 would be detected by the capacitor 59 and would activate the elements 61 to 63 and 65 to 66. However, the output pulse is also connected via the RC circuit 78, 79 and wire 80 to the base of the transistor stage 81, where it turns on this transistor stage. The transistor 65 acts as a short circuit and prevents the pulse coming from the capacitor 71 from activating the transistor 81. Because of the transit time through transistors 56, 57, 58, 61, 62, 63, 64, 65 and 66, transistor 81 is turned on before transistor 66. For silicon transistors, transistor 81 turns on approximately 40 microseconds before transistor66 . As a result, capacitor 71 of the differentiating circuit described above charges in less than a millisecond when stage 66 is on and remains charged when stage 81 is off. So if the patient's heart beats on this heart-stimulating output pulse and this beat is detected by the pacemaker circuit, the result is that the pulse appearing at the collector of transistor stage 66 to record the presence of this heartbeat is not differentiated and therefore no conduction of the Transistor stage 73 causes. It follows from this that the stimulated heartbeat, ie the heartbeat generated in response to the input of a heart-stimulating pulse, is not registered via the collector of the transistor stage 66 and is confused with a natural heartbeat.

- 24 309883/0475- 24 309883/0475

In Fig. la steht ein magnetischer Zungenschalter S2 oder dgl. in Wirkverbindung zwischen der Basis von Transistorstufe 75 undder negativen Klemme der Batterie I9, und kann in dem Fachmannbekannter Art und Weise durch eine (nicht gezeigte) geeignete äußere magnetische Feldquelle zwischen einer geöffneten und geschlossenenStellung hin und her geschaltet werden. Dieser Zungenschalter 82 verhindert in durch Fernsteuerung geschlossenemZustand, daß Transistorstufe 75 und demnach auch Transistorstufe46 eingeschaltet wird. Daraus folgt, daß die dargestellte Schrittmacherschaltungso umgewandelt werden kann, daß keine bei Bedarf automatisch einsetzenden Pausen mehr eintreten, sondern daß siemit festgelegter Geschwindigkeit funktioniert, wobei die Taktgeber-Schaltung laufend vorgewählte 72 Impulse pro Minute als herzstimulierendeImpulse in das Herz des Patienten eingibt.In Fig. La is a magnetic reed switch S2 or the like. In operative connection between the base of transistor stage 75 andthe negative terminal of the battery I9, and can be found in the specialistknown manner by a (not shown) suitable external magnetic field source between an open and closedPosition can be switched back and forth. This reed switch 82 prevents it from being closed by remote controlState that transistor stage 75 and therefore also transistor stage46 is switched on. It follows that the pacemaker circuit showncan be converted in such a way that there are no more pauses that occur automatically when required, but that theyworks at a fixed speed, with the clock circuit continuously preselected 72 pulses per minute as cardiac stimulatingInputs impulses into the patient's heart.

- 25 309883/0475- 25 309883/0475

Claims (1)

Translated fromGerman

-²⁵~ 233 i499-²⁵ ~ 233 I499PatentansprüchePatent claimsI.JIntrakorporaler Herzschrittmacher zum Implantierenin den Körper eines Patienten, mit aufladbarer Batterie, einer Kopplungseinrichtung zum Eingeben von magnetischerEingangs-Wechselenergie in die Batterie zum Aufladen dieser aus einer äusseren Quelle, und mit durch die Batterie gespeisteElektronikschaltungen zum Erzeugen von herzanregenden Impulsen zum Eingeben in das Herz des Patienten,gekennzeichnet durch eine erste innere Hülse (13)* die zwischen den Elektronikschaltungen (lo, 11) undder äusseren Quelle angeordnet und aus einem Material hergestellt ist, das die Schaltungen gegen die magnetische Eingangs-Wechselenergie und Quellen magnetischer Interferenz abzuschirmen vermag, wobei die Koppelungseinrichtung ausserhalbder ersten Hülse angeordnet ist, und eine zweite äussere Hülse (18) die die Koppelungseinrichtung, die Batterie (19)und die Elektronikschaltungen umgibt und gegen fliessende Medien des Körpers abschirmt, und die aus einem Materialhergestellt ist, das das Zuführen der Ladeenergie durch die Koppelungseinrichtung in die Batterie (19) aus deräußeren Quelle ohne wesentliche Dämpfung gestattet.IJ Intracorporeal pacemaker for implantation in the body of a patient, with a rechargeable battery, a coupling device for inputting magnetic input alternating energy into the battery for charging it from an external source, and with electronic circuits fed by the battery for generating heart-stimulating pulses for inputting the heart of the patient, characterized by a first inner sleeve (13) * which is arranged between the electronic circuits (lo, 11) and the external source and is made of a material that shields the circuits from the magnetic input alternating energy and sources of magnetic interference capable, wherein the coupling device is arranged outside the first sleeve, and a second outer sleeve (18) which surrounds the coupling device, the battery (19) and the electronic circuits and shields against flowing media of the body, and which is made of a material that the feeding En the charging energy through the coupling device in the battery (19) from the external source is allowed without substantial attenuation.2. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (ljj) dieElektronikschaltungen (lo, 11) umgibt und eine zweite hermetische Dichtung für sie bildet.2. pacemaker according to claim 1, characterized in that the first sleeve (ljj) theSurrounds electronic circuits (lo, 11) and forms a second hermetic seal for them.3. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste innere Hülse (13)aus einem sich durch relativ hohe magnetische Permeabilität und niedrigen elektrischen Widerstand auszeichnendem Materialhergestellt ist, und dass die zweite äussere Hülse (18) aus3. pacemaker according to claim 1, characterized in that the first inner sleeve (13)made of a material characterized by relatively high magnetic permeability and low electrical resistanceis made, and that the second outer sleeve (18) from- 26309883/0475- 26309883/0475"²⁶ " 233 U99"²⁶ " 233 U99durch relativ hohen elektrischen Widerstand und niedrige magnetische Permeabilität gekennzeichnetem Material hergestelltist.made of material characterized by relatively high electrical resistance and low magnetic permeabilityis.4. Herzschrittmacher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste innere Hülse (13)aus Nickel von im wesentlichen 0,127 mm übersteigender picke hergestellt ist.4. pacemaker according to claim 3, characterized in that the first inner sleeve (13)is made of nickel with a pike substantially exceeding 0.127 mm.5. Herzschrittmacher nach Anspruch 3.» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite äussere Hülse (l3)aus korrosionsbeständigem Stahl von einer im wesentlichen zwischen 0.0762 und O.5O8 mm liegenden Dicke hergestelltist.5. Cardiac pacemaker according to claim 3. » characterized in that the second outer sleeve (l3)made of corrosion-resistant steel with a thickness essentially between 0.0762 and 0.508 mmis.6. Herzschrittmacher nach Anspruch 3j dadurch g e kennzeichnet, daß die äussere Hülse (l8) aus Titan von einer im wesentlichen zwischen 0,0762 und O.5o3mm liegenden Dicke hergestellt ist,6. pacemaker according to claim 3j characterized by g et that the outer sleeve (18) made of titanium of a substantially between 0.0762 and O.5o3mm lying thickness is manufactured,7. Herzschrittmacher nach Anspruch 3>dadurch gekennzeichnet, daß die äussere Hülse (l8) ausder Legierung Haynes (25) von einer im wesentlichen O.O762und O.508 mm liegenden Dicke hergestellt ist,7. pacemaker according to claim 3>characterized in that the outer sleeve (l8) fromthe alloy Haynes (25) from an essentially O.O762and a thickness of 508 mm is made,8. Herzschrittmacher nach Anspruch 3* dadurch g e kennzelehnet, daß die äussere Hülse (l8) ausGlas besteht.8. pacemaker according to claim 3 * thereby g e identifierrejects that the outer sleeve (l8)Glass is made.9. Herzschrittmacher nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die äussere Hülse (l8) ausKeramik besteht.9. pacemaker according to claim 3 *, characterized in that the outer sleeve (l8) fromCeramic is made.10. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß die Kopplungseinrichtung eineinduktive Kopplungseinrichtung ist.10. Cardiac pacemaker according to claim 1,characterized in that the coupling device is aninductive coupling device.309-883/0475309-883 / 0475233 i A99233 i A9911. Herzschrittmacher nach Anspruch lo, dadurch g e kennze lehnet, daß die induktive Kopplungpeinrichtung(2o) eine erste im Körper des Patienten angeordnete Wicklung (2oa) aufweist, die dazu vorgesehen ist,zürn Aufladen der Batterie (19) Energie von der äusseren Cuelle mit der Batterie induktiv zu koppeln.11. A pacemaker according to claim lo, characterized in that the inductive coupling device rejects(2o) has a first winding (2oa) which is arranged in the patient's body and is intended toTo charge the battery (19) inductively couple energy from the outer cuelle to the battery.12. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch g e kennze lehnet, daß der Schrittmacher ein automatischpausierender Typ mit einer Einrichtung (32) zum überwachen des Herzschlages des Patienten ist, welche dieElektronikschaltungen (lo, 11) pausieren lässt und dadurch eine Erzeugung des das Herz stimulierenden Impulses verhindert, wenn das Herz ohne Eingabe herzstimulierender Impulsein akzeptierbarer Geschwindigkeit natürlich schlägt.12. A pacemaker according to claim 1, characterized in that the pacemaker rejects an automaticpausing type with means (32) for monitoring the patient's heartbeat, which is thePausing electronic circuits (lo, 11) and thereby preventing a generation of the heart-stimulating pulse if the heart is not inputting heart-stimulating pulsesof course beats at an acceptable rate.13. Aufladbarer Herzschrittmacher mit automatisch einsetzendenPausen nach Anspruch 12, weiterhin gekennzeichnet, durch einen koaxial Katheter (21), der in einem an einer vorbestimmten Stelle im Herzen des Patienten anzuordnendenElektrodenpaar (5^# 55) endet und die durch dieZlektronikschaltung (lo, 11) erzeugten anregenden Herzimpulse eingibt sowie das elektrische Signal der R-Welle abtastet,die beim Schlagen des Herzens vom Herzen des Patienten ausgeht.13. Rechargeable pacemaker with automatically deployingBreaks according to claim 12, further characterizedt, through a coaxial catheter (21) which is to be placed in a at a predetermined location in the heart of the patientElectrode pair (5 ^ # 55) ends and the through theZlektronic circuit (lo, 11) enters the stimulating heart impulses generated and scans the electrical signal of the R-wave,which emanates from the patient's heart when the heart beats.14. Herzsehrittmacher nach Anspruch 1, dadurch g e kennzelehnet, daß die erste Hülse (13) ein im wesentlichen rechtwinkliger, hohler metallischer Behältermit einem offenen Ende ist, der die Elektronikschaltungen (lo, 11) aufzunehmen und zu umschließen vermag, daß diezweite Hülse (l3) ein im wesentlichen rechteckiger, hohler,14. Heart rate maker according to claim 1, characterized in that g e markrefuses that the first sleeve (13) is a substantially rectangular, hollow metallic containeris with an open end that the electronic circuits (lo, 11) can accommodate and enclose that thesecond sleeve (l3) a substantially rectangular, hollow,- 28 309883/0475- 28 309883/0475metallischer Körper mit einem offenen Ende ist, der dieaufladbare Batterie (19)* die Kopplungseinrichtung und die erste metallische Hülse aufzunehmen vermag, xreiterhin gekennzeichnetdurch ein einstückiges Stirnkappenelement (15) zum Anbringen am offenen Ende der ersten und zweiten Hülse(13, 18) und zum Bedecken derselben.metallic body with an open end that therechargeable battery (19) * capable of accommodating the coupling device and the first metallic sleeve, marked xreiterhinan integral end cap member (15) for attachment to the open end of the first and second sleeves(13, 18) and to cover them.15. Herzschrittmacher nach AnspruchlK,dadurch gekennzeichnet, daß am Stirnkappenelement (15)erste und zweite Schulterbereiche (16, 17) in der V/eise ausgebildet sind, daß sie das offene Ende der ersten undzweiten metallischen Hülse (13, l8) jeweils erfassen und abdichten.15. A pacemaker according to claimlK, characterized in that the end cap element (15) first and second shoulder regions (16, 17) are formed in the V / iron that they are the open ends of the first and second metallic sleeves (13, l8), respectively capture and seal.16. Herzschrittmacher zum Implantieren in den Körper eines Patienten mit aufladbarer Batterie, einer Kopplungseinrichtungfür magnetische Eingangs-Wechselaufladeenergie mit der Batterie von einer äusseren Quelle und durch dieBatterie gespeisten Elektronikschaltungen zum Erzeugen von herzstimulierenden Impulsen und Eingeben derselben in dasHerz des Patienten, gekennzeichnet, durch eine telemetrische Einrichtung, die beim Koppeln von Aufladeenergiemit der Batterie (19) wirksam wird und eine Anzeige ausserhalb des Körpers des Patienten vorsieht, daß die Aufladungstattfindet, wobei die telemetrische Einrichtung eine mit der Kopplungseinrichtung in Wirkverbindung stehende Einrichtung(35) enthält, welche Betriebsenergie nur während des Aufladens der Batterie aufnimmt, um ein telemetrischesAusgangssignal zu'erzeugen, daß das Aufladen der Batterie (19) gegeben wird.16. Cardiac pacemaker for implantation in the body of a patient with a rechargeable battery, a coupling devicefor magnetic input alternating charging energy with the battery from an external source and through theBattery-powered electronic circuitry for generating and inputting heart-stimulating pulses into theHeart of the patient, characterized by a telemetric device, which when coupling charging energywith the battery (19) takes effect and a display outside the patient's body indicates that the charge is being carried outtakes place, the telemetric device being a device that is operatively connected to the coupling device(35) contains which operating energy is only consumed while the battery is being charged, in order to provide a telemetricTo generate an output signal that charging of the battery (19) is given.17. Herzschrittmacher nach Anspruch 16, weiterhin g e kennzeichne t, durch eine Einrichtung (32) zumÜberwachen des Herzschlages und Henmen der impulserzeugenden17. Cardiac pacemaker according to claim 16, further characterized by a device (32) forMonitoring the heartbeat and inhibiting the pulse generating one309883/0475 - 29 -309883/0475 - 29 -233U99233U99Elektronikschaltung, wenn das Herz ohne Eingabe des stimulierenden Impulses natürlich schlägt.Electronic circuit when the heart beats naturally without input of the stimulating impulse.18. Herzschrittmacher nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur telematrischen Einrichtunggehörende Anzeigeerzeugungseinrichtung (35) eine nur beim Aufladen der Batterie (I9) wirksame und ein außerhalbdes Körpers des Patienten empfangbares elektrisches telematrisches Ausgangssignal erzeugende elektrische Signalerzeugungseinrichtungist.18. pacemaker according to claim l6, characterized in that the telematics deviceAssociated display generating device (35), one only effective when the battery (I9) is being charged, and one outsidethe body of the patient receivable electrical telematic output signal generating electrical signal generating deviceis.19. Herzschrittmacher nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungseinrichtung eineinduktive Kopplungseinrichtung (2o) mit einer ersten Wicklung (2oa) ist, welche um ein Kernelement gewickelt und im Körperdes Patienten angeordnet ist, wo sie zum Aufladen der Batterie (19) Energie aus der äusseren Quelle mit der Batterie induktivkoppelt, und wo das telemetrische elektrische Ausgangssignal aus der signalerzeugenden Einrichtung (35) miteiner zweiten Wicklung (2ob) auf dem Kernelement verbunden und mit der Empfangseinrichtung ausserhalb des Körpers desPatienten induktiv gekoppelt ist.19. pacemaker according to claim l8, characterized in that the coupling device is ainductive coupling device (2o) with a first winding (2oa) which is wound around a core element and in the bodyof the patient is arranged where they inductively charge the battery (19) energy from the external source with the batterycouples, and where the telemetric electrical output signal from the signal generating device (35) witha second winding (2ob) connected to the core element and to the receiving device outside the body of thePatient is inductively coupled.20. Herzschrittmacher nach Anspruch l6, dadurch ge-.kennzeichne t, daß die in der telemetrischen Einrichtung vorgesehene Erzeugungseinrichtung ein Oszillatorschaltkreis(35) ist, dessen Ausgangssignalfrequenz sich proportional zur Größe der an die Batterie (19) angelegtenLadespannung verhält, wobei das Ausgangsfrequenzsignal der Oszillatoreinrichtung zum übertragen noch außerhalb desKörpers des Patienten mit der Kopplungseinrichtung verbunden ist.20. pacemaker according to claim l6, characterized thereby.denotes that the generating device provided in the telemetric device is an oscillator circuit(35), the output signal frequency of which is proportional to the size of the applied to the battery (19)Charging voltage behaves, the output frequency signal of the oscillator device to be transmitted even outside of theBody of the patient is connected to the coupling device.309883/0475309883/047521, Herzschrittmacher nach Anspruch Id, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Erzeugungseinricrr.ung(35) erzeugte telemetrische Ausgangssignal anzeigt, ob .3ie Batterie (19) in einer akzeptierbaren Ladespannungshöheaufgeladenwird.21, cardiac pacemaker according to claim Id, characterized in that the generation deviceThe telemetric output signal generated (35) indicates whether .3 the battery (19) has been charged to an acceptable charging voltage levelwill.22, Herzschrittmacher nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, durch eine erste Hülse (13) die,so angeordnet und aus einem solchen Material hergestellt ist, daß sie sowohl beide Elektronikschaltungen [lo, 11}als auch die Einrichtung(35)zum Erzeugen eines telemetrischenSignais gegen die magnetische Eingangs-Wechsellaaeenergieund Quellen magnetischer Interferenz abzuschirmen vermag, wobei die Kopplungseinrichtung ausserhaib der ersten Hülse(13) angeordnet ist, und eine zweite , die erste Hülse (13) die Elektronikschaltung, die Einrichtung .(35) zum Erzeugeneines telemetrischen Signals und die Kopplungseinrichtung umgebende Hülse (i8j die eine äussere hermetischeDichtung für den Schrittmacher bildet und aus einem Material hergestellt ist, welches eine minimale Dämpfung der Ladeenergiedurch die Kopplungseinrichtung und des telemetrieeherAusgangssignals vorsieht,22, cardiac pacemaker according to claim 16, characterized by a first sleeve (13) which is arranged and made of such a material that it includes both electronic circuits [lo, 11} and the device(35) for generating a telemetric Able to shield signals from the magnetic input alternating wave energy and sources of magnetic interference, the coupling device being arranged outside the first sleeve (13), and a second, the first sleeve (13) the electronic circuit, the device (35) for generating a telemetric The sleeve surrounding the signal and the coupling device (i8j forms an outer hermetic seal for the pacemaker and is made of a material that provides minimal attenuation of the charging energy by the coupling device and the telemetry output signal,23. Herzschrittmacher im?;; Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, da3 die erste Hülse (13; die EIe,;-tronikschaltungen(lo, 11) und die Einrichtung (35) zum Erzeugen des telemetrischen Signals umgibt und ein« zweiteinnere hermetische Dichtung für den Schrittmacher bildet,23. Pacemaker in the? ;; Claim 21, characterized in that the first sleeve (13; the EIe,; - electronic circuits(lo, 11) and the device (35) for generating the telemetric signal surrounds and a «secondforms an inner hermetic seal for the pacemaker,24. Herzschrittmacher mit automatisch einsetzendenPausen, mit einem ersten elektronischen Schaltbereich zum Erzeugen von herzstimulierenden Ausgangsimpulsen zum Eingebenin das Herz des Patienten, und einem zweiten elektronischen24. Pacemaker with automatically startingBreaks, with a first electronic switching area for generating heart-stimulating output pulses for inputin the patient's heart, and a second electronic- -31309083/0475- -31309083/0475-51- 233U99-51- 233U99Schaltbereich zum Überwachen des Herzschlages des Patienten und Hemmen der Erzeugung herzstimulierender Impulse durchden ersten elektronischen Schaltkreis bei Vorhandensein eines natürlichen Herzschlages bei akzeptabler Gewindigkeit,gekennzeichnet durch einen Katheter (21), der in Elektroden (54, 55) endet, welche an vorbestimmterStelle im Herzen des Patienten angeordnet sind und durch den ersten elektronischen Schaltbereich (lo) erzeugte, herzstimulierendeImpulse eingegeben und das beim Schlagen des Herzens vom Herzen des Patienten ausgehende elektrischeR-Wellensignal abtasten, und eine Umschalteinrichtung (64)zum wahlweisen Verbinden des die elektronischen Impulse erzeugenden Schaltbereichs (4o, 41) mit dem Katheter (21),nurbei Erzeugung eines Ausgangsimpulses durch den impulserzeugendenSchaltbereich (lo).Switching range for monitoring the patient's heartbeat and inhibiting the generation of heart-stimulating impulsesthe first electronic circuit in the presence of a natural heartbeat with acceptable agility,characterized by a catheter (21) which ends in electrodes (54, 55) which at predeterminedPlace in the heart of the patient are arranged and generated by the first electronic switching area (lo), heart-stimulatingPulses entered and the electrical emanating from the patient's heart when the heart beatsSample the R-wave signal, and a switching device (64)for optionally connecting the switching area (4o, 41) generating the electronic pulses to the catheter (21), onlywhen an output pulse is generated by the pulse generatorSwitching range (lo).25. Herzschrittmacher mit automatisch einsetzenden Pausen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,daß der Katheter (21) ein koaxialer Katheter ist, und weiterhin gekennzeichnet durch eine aufladbare Batterie (19)·zum Eingeben einer Betriebsspannung in den ersten und zweiten Elektronikschaltbereich (lo, 11) und eine Einrichtung(2o) zum induktiven Koppeln von aus einer äusseren Quelle ' stammender, magnetischer Wechselladeenergie mit der Batterie (19)·25. Cardiac pacemaker with automatically starting pauses according to claim 24, characterized in thatthat the catheter (21) is a coaxial catheter, and further characterized by a rechargeable battery (19)for inputting an operating voltage into the first and second electronic switching areas (lo, 11) and a device(2o) for inductive coupling of alternating magnetic charging energy from an external source with the battery (19)26.Herzschrittmacher- mit automatisch einsetzendenPausen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichne.t, daß die impuls-erzeugende oder Taktgeber-Elektronikschaltungeinen Ausgangs-Aufwärtstransformator (I2)mit primärer undsekundärer Wicklung zum Erhöhen der Amplitude jedes herzstitulierendenImpulses vor Eingeben desselben in das Herz des Patienten enthält. .26. Cardiac pacemaker with automatically starting pauses according to claim 24, characterized gekennzeichne.t that the pulse-generating or clock electronic circuit has an output step-up transformer (I2) with primary and secondary winding to increase the amplitude of each heart-stimulating pulse before entering it into the Contains the patient's heart. .^^:7.Herzschrittmacher mit automatisch einsetzenden Pausenn:ich nspruch 24, dadurch gekennzeichnet,^^: 7. Pacemaker with automatically starting pauses n: I nspruch 24, characterized in that309883/0475 - ^? -309883/0475 - ^? --32- 233H99-32- 233H99daß die Umschalteinrichtung (64) ein bipolares Transistorschaltgliedist, das zwischen die Sekundär-Wieklung des Ausgangstransformators (12) und den Katheter (21) geschaltetist, wobei das obige Schaltglied (64) nur geschlossen 1st, wenn ein herzstimulierender Ausgangsimpulsdurch den impulserzeugenden Schaltkreis (4o, 4l) erzeugt wird und an der Sekundär-Wicklung des Ausgangstransformators(12) erscheint.that the switching device (64) is a bipolar transistor switching elementis connected between the secondary weighing of the output transformer (12) and the catheter (21)is, the above switching element (64) is only closed when a heart-stimulating output pulseis generated by the pulse generating circuit (4o, 4l) and on the secondary winding of the output transformer(12) appears.28. Herzschrittmacher mit automatisch einsetzenden Pausen, nach Anspruch 26, dadurch gekennze lehnet,daß die Umschalteinrichtung (64)ein bipolares Tran sistorschaltglied ist, das zwischen die Sekundär-Wicklungdes Ausgangstransformators (12) und den Katheter (21) geschaltetist, wobei das obige Schaltglied (64) nur geschlossen ist, wenn ein herzstimulierender Ausgangsimpulsdurch den impulserzeugenden Schaltkreis (4o,4l) erzeugt wird und an der Sekundär -Wicklung des Ausgangstransformators(12) erscheint.28. Cardiac pacemaker with automatically starting pauses, according to claim 26, characterized by lehnet,that the switching device (64) is a bipolar Tran sistor switch member between the secondary windingof the output transformer (12) and the catheter (21) switchedis, the above switching element (64) is only closed when a heart-stimulating output pulseis generated by the pulse generating circuit (4o, 4l) and on the secondary winding of the output transformer(12) appears.29. Herzschrittmacher nach Anspruch 25* ferner gekennzeichnet, durch eine Einrichtung (35) zumErzeugen eines telemetrischen Signals, die mit der induktiven Kopplungseinrichtung verbunden ist und Betriebsenergienur beim Laden der Batterie (19) empfängt und ein das Aufladen der Batterie anzeigendes telemetrisches Signalerzeugt, das mit der induktiven Kopplungseinrichtung verbunden und außerhalb des Körpers des Patienten induktivgekoppelt ist, eine erste Hülse 0-3),die so angeordnet undaus einem solchen Material hergestellt ist, daß sie sowohl beide Elektronikschaltungen (lo, 11) als auch dieEinrichtung (35) zum Erzeugen eines telemetrischen 3i-yn- ladie magnetische Eingangs-Vechselladeenergie und29. The pacemaker according to claim 25 * further characterized by a device (35) for generating a telemetric signal which is connected to the inductive coupling device and receives operating energy only when the battery (19) is being charged and generates a telemetric signal indicating the charging of the battery , which is connected to the inductive coupling means and inductively coupled outside the body of the patient, a first sleeve0-3) is arranged and made of a material such that they both both electronic circuits (lo, 11) as well as the means (35) to generate a telemetric 3i-yn- la the magnetic input six-charge energy and309883/0475-JJ-309883/0475-YY-233U99233U99Quellen magnetischer Interferenz abzuschirmen vermag, wobei die Kopplungseinrichtung außerhalb der ersten Hülse(13) angeordnet ist, und eine zweite, die erste Hülse (13) die Elektronikschaltung, die Einrichtung (35) zum Erzeugeneines telemetrischen Signals und die Kopplungseinrichtung umgebende Hülse (l8) , die eine äußere hermetische Dichtungfür den Schrittmacher bildet und aus einem Material hergestellt ist, welches eine minimale Dämpfung der Ladeenergiedurch die Kopplungseinrichtung und des telemetrischen Ausgangssignals vorsieht.Able to shield sources of magnetic interference, the coupling device outside the first sleeve(13) is arranged, and a second, the first sleeve (13) the electronic circuit, the device (35) for generatinga telemetric signal and the coupling device surrounding sleeve (18) which has an outer hermetic sealfor the pacemaker and is made of a material that has minimal attenuation of the charging energyby the coupling device and the telemetric output signal.30. Herzschrittmacher nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (35) zum Erzeugeneines telemetrischen Signals eia Oszillatorschaltkreis ist, der mit der induktiven Kopplungseinrichtung (2o) inWirkverbindung steht und eine Betriebsspannung nur beim Aufladen der Batterie (19) empfängt und dann ein Ausgangssignalerzeugt, dessen Existenz eine Anzeige vorsieht, daß eine Aufladung der Batterie stattfindet, und dessen Frequenzproportional zur Größe des an die Batterie angelegten Ladestromes ist, wobei das Ausgagsfrequenzsignal des Oszillatorsmit der induktiven Kopplungseinrichtung verbunden und außerhalb des Patientenkörpers induktiv gekoppelt ist, und daßdie erste Hülse (13) den ersten und zweiten Elektronikschaltbereich und den Oszillator umgibt und eine hermetischeDichtung für die Herzschrittmacher Einheit bildet.30. Cardiac pacemaker according to claim 25, characterized in that the device (35) for generatingof a telemetric signal is an oscillator circuit connected to the inductive coupling device (2o) inThere is an operative connection and an operating voltage is only received when the battery (19) is being charged and then an output signalthe existence of which provides an indication that the battery is being charged and its frequencyis proportional to the magnitude of the charging current applied to the battery, the output frequency signal of the oscillatoris connected to the inductive coupling device and inductively coupled outside the patient's body, and thatthe first sleeve (13) surrounds the first and second electronic switching areas and the oscillator and is hermeticForms seal for the pacemaker unit.31. Herzschrittmacher nach Anspruch 30, dadurch g e kennzeichne t, daß die impuls -erzeugende oder Taktgeber-Elektronikschaltung einen Ausgangs-Aufwärtstransformator(12) mit primärer und sekundärer Wicklung zum Erhöhen der Amplitude jedes herzstimulierenden Impulses vorEingeben desselben in das Herz des Patienten enthält.31. Cardiac pacemaker according to claim 30, characterized in that it identifiesI think that the pulse generating or clock electronic circuit is an output step-up transformer(12) with primary and secondary windings to increase the amplitude of each cardiac stimulating pulseEntering the same into the patient's heart.309883/0475309883/0475233U99233U9932. Herzschrittmacher nach Anspruch 3o, dadurch g e kennzeichne t, daß die Umschalteinrichtung (64)ein bipolares Transistorschaltglied ist, das zwischen die Sekundär-Wieklung des Ausgangstransformators (12) und denKatheter (21) geschaltet ist, wobei das obige Schaltglied (64) nur geschlossen ist, wenn ein herzstimulierender Ausgangsimpulsdurch den impulserzeugenden Schaltkreis (4o, 4l) erzeugt wird und an der Sekundär-Wieklung des Ausgangstransformators(12) erscheint.32. pacemaker according to claim 3o, characterized in that the switching device (64)is a bipolar transistor switching element between the secondary weight of the output transformer (12) and theCatheter (21) is connected, the above switching element (64) is only closed when a heart-stimulating output pulseis generated by the pulse generating circuit (4o, 4l) and on the secondary weighing of the output transformer(12) appears.33· Herzschrittmacher nach Anspruch 31* dadurch g e kennzeichnet,daß die Umschalteinrichtung (64) ein bipolares Transistorschaltglied ist, das zwischen dieSekundär-Wieklung des Ausgangstransformators (12) und denKatheter (21) geschaltet ist, wobei das obige Schaltglied (64) nur geschlossen ist, wenn ein herzstimulierender Ausgangsimpulsdurch den impulserzeugenden Schaltkreis (4o, 4l) erzeugt wird und an der Sekundär-Wieklung des Ausgangstransformators(12)erscheint.33 pacemaker according to claim 31 * characterized in thatthat the switching device (64) is a bipolar transistor switching element, which is between theSecondary weighing of the output transformer (12) and theCatheter (21) is connected, the above switching element (64) is only closed when a heart-stimulating output pulseis generated by the pulse generating circuit (4o, 4l) and on the secondary weighing of the output transformer(12) appears.34. Herzschrittmacher nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Elektronikschaltbereich(l8) einen Schaltkreis (64etc) enthält, welcher den ersten elektrischen Schaltbereich (13) daran hindert, daßer bei Impulssignalen und Rauschen vongrößererGeschwindigkeit als einer vorbestimmten Geschwindigkeit aussetzt, dieeiner vorbestimmten maximalen akzeptablen Geschwindigkeit'eines natürlichen Herzschlags entspricht.34. Cardiac pacemaker according to claim 24, characterized in that the second electronic switching area (l8) contains a circuit (64etc) which prevents the first electrical switching area (13) from being interrupted in the event of pulse signals and noise ofgreater speed than a predetermined speed, to a predetermined maximum acceptable rate'of a natural heartbeat corresponds.309883/0475309883/0475