DK151935B - Implanterbar, hjerte-pacemaker med eksternt valgbare funktionsparametre - Google Patents

Description

DK 151935 B

Opfindelsen angår en hjerte-pacemaker, der kort kan beskrives som en implanterbar pacemaker, der kan programmeres til ændring af stimuleringsimpulsintervallet, stimuleringsimpulsbredden, stimuleringsimpulsamplituden, stimuleringsfølsomheden, re-fraktærintervallet og funktions formen (behovfunktion eller asynkronfunktion) .

Pacemakeren indeholder en asynkronfrekvensstyrekreds der styres af en digital taktgenerator til start af hjertestimuleringsimpulserne. De eventuelle naturligt forekommende hjerteimpulser detekteres af en frekvensfølsom R-bølgemodtager til tilbagestilling af tællingen i den asynkrone intervalgenerator hvis DK 151935 2 der modtages en naturlig frembragt hjerteimpuls efter et refraktor interval. Der findes en hovedparameterstyrekreds til at ændre valgte parametre i pacemakeren i overensstemmelse med et styresignal som påtrykkes udefra. Forbundet med hovedparameterstyre-kredsen findes en følsomhedstyrekreds for at muliggøre en selektiv ændring af R-bølgeforstærkerens følsomhed, en refraktær-intervalstyrekreds og en refraktærintervalstyretæller til frembringelse af flere forskellige tilgængelige refraktærperioder, en funkt ions forms tyrekreds til bortkobli'ng af signaler som fremstilles ved detektering af en naturlig hjertebølge for at muliggøre at kredsen arbejder asynkront eller ved behovfunktion c Er* asynkron frekvensstyrekreds er indrettet til at give et antal valgbare asynkrone intervaller som kan vælges til at starte den fremstillede hjertestimuleringsimpuls, en breddestyring som sørger for at der kan fremstilles hjertestimuleringsimpulser af valgbar bredde og en amplitudestyrekreds som gør det muligt valgfrit at kunne ændre amplituden af de af pacemakeren fremstillede impulser.

Der findes endvidere en ydre styreenhed der fremstiller , succesive rækker af impulser hvoraf den første række er en åbningskode, der skal detekteres af en åbningskodedetektering-kreds inden for hovedparameterstyringen inden den følgende parameterkode kan accepteres til ændring af hjertestimuleringsparametrene. Parameterkoden som frembringes efter åbningskoden i bestemmer den valgte række af stimuleringsparametre og kan væl- i ges ved hjælp af ydre styreorganer i den ydre manøvreenhed. j

Inden for hovedparameterstyreenheden findes der midler i til at identificere åbningskoden for at muliggøre at hovedpa- j j rameterstyrekredsen kan acceptere den valgte parameterkode, og at hele parameterkoden modtages inden der sker ændring af pacemakerparametrene i overensstemmelse med den unikke parameterkode som modtages.

Opfindelsen angår hjerte-pacemakere og specielt pacemakere af en type hvor funktionsparametrene kan varieres og fjernsty- j res. |

Hjerte-pacemakere er ofte udrustede med forskellige midler j til at styre valgte funktionsparametre, således at pacemakeren f.eks. kan indstilles til at reagere på og afgive signaler til en

DK 151935B

3 patient i overensstemmelse med dennes individuelle behov. Efter at pacemakeren er startet kan udførelse af ændringer i en speciel funktionsparameter blive et vanskeligt problem.

Sådanne ændringer kræves ofte f.eks. ved en forbedring eller forværrelse af patientens tilstand, hvilket kan kræve visse justeringer, f.eks. af den takt hvormed stimuleringsimpulserne afgives til patienten, impulsbredden og amplituden af de afgivne impulser, refraktærintervallet som pacemakeren opviser, følsomheden overfor naturligt fremstillede hjertesignaler og pacemakerens funktionsmåde, f.eks. funktion efter behov, funktion med fast frekvens og lignende funktionsmåder.

Der har tidligere været fremsat forskellige forslag til udførelse af ænd-ringer af udvalgte hjerte-pacemakerparametre for en implanteret hjerte-pacemaker uden større kirurgiske indgreb. Det har f.eks. været foreslået at tilvejebringe en kobler, som kan påvirkes af et magnetfelt, og som kan aktiveres af en magnet uden for patienten, typisk til ændring af pacemakeren fra demand-drift til drift med fast hyppighed. Endvidere har det været foreslået pacemakere med modtagerorganer til optagelse af indgribende kirurgiske nåle, der kan indsættes i patienten til justering af f.eks. værdien af en modstand eller en lignende del.

Terry, Jr., et al har i beskrivelsen til USA-patent 3.805.796 angivet en implanterbar hjerte-pacemaker, der har visse justerbare funktionsparametre. Kredsløbet ifølge Terry indbefatter en første og en anden digital impulstæller. Den første tæller modtager et første forudbestemt sæt indgangsimpulser, hvorefter den frembringer et åbningssignal, der fører efterfølgende indgangsimpulser til den anden tæller. Den anden tæller indbefatter flere udgange til aktivering af forskellige koblere, der hver forløber parallelt med en tilsvarende modstand i et antal serieforbundne modstande til styring af indgangsstrømmen til en transistor i en multivibrator til ændring af dennes tidskonstant. En anden udgang på den anden tæller styrer en kobling, der fører en del af drivstrømmen udenom til udgangsforstærkeren for pacemakeren til styring af dennes udgangsstrøm.

Kredsløbet ifølge Terry, som beskrevet ovenfor, reagerer på en adgangskode, der blot er en sekventiel serie på syv impulser. Et krav for kredsløbet i-følge Terry er, at der forekommer syv impulser i serie for at muliggøre den første tællers tælling af impulserne. Hvis bæreren af hjerte-pacemakeren således f.eks. skulle udsættes for et felt, over for hvilket kredsløbet reagerer, kan kredsløbet fejlagtigt detektere feltimpulserne som adgangskoden og, hvilket er væsentligere, derefter indstille de forskellige parametre, der reguleres af kredsløbet.

4

DK 151935 B

Endvidere tilvejebringer kredsløbet ifølge Terry kun midler til ændring af impulshastigheden (og dermed bredden) og den af pacemakeren frembragte udgangsstrøm, uden hensyntagen til mange af de andre væsentlige pacemakerparametre, der er omtalt ovenfor.

En anden ulempe ved kredsløbet ifølge Terry består i, at når først adgangs-impulserne er blevet talt og den anden tæller åbnet, vil de tilførte dataimpulser frembringe øjeblikkelige ændringer på de forskellige udgangsledninger. Disse j ændringer vil frembringe øjeblikkelige ændringer i valget af de forskellige tids- j modstande i løbet af det tidsrum, hvor dataene modtages. Hvis kun den udgangs- , strømmen ændrende kobling, der aktiveres af tællerens sidste udgangstælling, ønskes aktiveret, vil samtlige kombinationer af tidsmodstandsforbindelser i realiteten aktiveres før den endelige aktivering af omløbskobleren, som oprindeligt ønskedes ændret.

I lyset af ovenstående er det derfor en hensigt med opfindelsen at tilvejebringe en digital hjerte-pacemaker, der indbefatter midler uden for eller fjernt fra pacemakeren til regulerbar ændring af valgte funktionsparametre for pacemakeren.

Det er ønskeligt at tilvejebringe en digital hjertepacemaker, der efter implantation kan reguleres uden for brugeren til ændring af enhver udvalgt eller vilkårlige udvalgte af følgende funktionsparametre: stimulationsimpulsens bredde, stimulationsimpulsens amplitude, hyppigheden af stimu- j lationsimpulsen i demand-drift og i drift med fast hastighed, refrakterperioden, j hjertesignalsensiviteten samt funktionsformen. j

Det er yderligere ønskeligt at tilvejebringe en digital j hjerte-pacemaker, der indbefatter et lager til oplagring af signaler, der bestemmer pacemakerens funktionsparameter, hvilke signaler kan indføres fuldstændigt i lageret før de udføres.

Det er også ønskeligt at tilvejebringe en digital hjerte-pacemaker og midler til regulerbar ændring af dennes funktionsparametre indbefattende et kredsløb til genkendelse af en entydig adgangskode til sikring af, at de funktionsparameteren bestemmende signaler ikke utilsigtet af-kodes.

Det er endvidere ønskeligt at tilvejebringe et kredsløb til anvendelse i en digital hjerte-pacemaker til regulering af sensitiviteten over | i for hjertefrekvenssignaler.

Det er endelig ønskeligt at tilvejebringe-en digital hjerte-pacemaker, hvor funktionsparametrene kan varieres uafhængigt.

5

DK 151935 B

Disse og andre hensigter, træk og fordele vil fremgå for fagmanden ud fra den i det følgende anførte detaljerede beskrivelse, når denne læses i forbindelse med tegningen og kravene.

Forklaret i store træk frembyder opfindelsen en implanterbar digital hjerte-pacemaker med eksternt valgbare funktionsparametre. Pacemakeren indbefatter et eksternt instruktionsorgan indrettet til transmission af et tog af parametervalg-impulser. Pacemakeren indbefatter midler til modtagelse af toget af impulser og dannelse af et digitalt signal under påvirkning af toget. I pacemakeren er der ifølge opfindelsen lagermidler til lagring af en række af funktionsparameterstyresignaler før deres udøvelse til styring af de uafhængige indstillingsmidler samt midler, der forbinder lagermidlerne til indstillingmidlerne, til udøvelse af funktionsparametersignalerne i lagermidlerne, så funktionsparametrene styres af disse signaler. I et andet aspekt af opfindelsen indbefatter en implanterbar hjerte-pacemaker eksternt regulerbare midler til ændring af valgte funktionsparametre indbefattende sensitivitet, refraktærperiode, stimulationsimpulsens amplitude, stimulationsimpulsens bredde, stimulationsimpulsens hyppighed samt funktionsformen, dvs. demand-drift eller drift med fast hyppighed.

I en udførelsesform for opfindelsen findes der midler til detektering af en eksternt dannet adgangskode, der indbefatter et digitalt signal, som omfatter i det mindste én nullogiktilstand til muliggørelse af modtagelse af en senere transmitteret serie dataimpulser til regulering af hjerte-pacemakerens funktionsparametre.

Opfindelsen beskrives nærmere i det følgende ved hjælp af udførelseseksempler under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig, 1 viser et blokdiagram af en hjerte-pacemaker ifølge opfindelsen med forskellige regulerbare parametre, fig. 2 et blokdiagram af kredsløbet i hovedparameterreguleringskredsen indbefattende et kredsløb til genkendelse af adgangskoden, instruktionslageret og kredsløb til indføring af instruktionskoden i lageret i overensstemmelse med et træk ved opfindelsen, fig. 3A, 3B og 3C et detaljeret elektrisk skemadiagram af hovedparameterreguleringskredsen ifølge fig. 2, fig. 4 et detaljeret elektrisk skemadiagram af impulsgenerator- og amplitudereguleringskredsene samt af R-bølgeforstærker- og sensitivitetsreguleringskredsene i hjerte-pacemakeren ifølge fig. 1, fig. 5A og 5B et detaljeret elektrisk skemadiagram af styretællerkredsen, refraktggereguleringskredsene, tilbagestillingskredsen for asynkrongeneratoren, funktionsreguleringskredsen, generatorkredsen for asynkroninterval, reguleringskredsen for asynkron hyppighed og breddereguleringskredsen for pacemakeren ifølge fig· 1, og DK 151935 6 fig. 6A, 6B, 6C og 6D et detaljeret elektrisk skemadiagram af et eksternt reguleringsorgan til brug ved transmission af adgangs- og parameterkoder til hovedparameterreguleringskredsen ifølge fig. 3A, 3B og 3G.

I tegningens forskellige figurer er tilsvarende henvisningsbetegnelser benyttet til angivelse af tilsvarende dele. Endvidere er de indbyrdes forbindelser mellem de forskellige kredsløb på tegningen angivet med tilsvarende bogstaver (A, B, C etc.).

En hjerte-pacemaker 10 ifølge et foretrukket udførelseseksempel på opfindelsen er vist i blokdiagramform i fig. 1. De forskellige elektriske kredsløb | i hjerte-pacemakeren ifølge fig. 1 er illustreret og beskrevet nedenfor i detaljer ; under særlig henvisning til fig. 2-5.

Under henvisning til fig. 1 modtager hjerte-pacemakeren 10 naturligt frembragte hjertesignaler og andre signaler fra og afgiver stimulationssignaler til en terminal 11 indrettet til en forbindelse med hjerteelektroder, idet sådanne forbindelser tilhører den kendte teknik.

Hjerte-pacemakeren 10 arbejder i forbindelse med en digital taktgiver 12, der frembringer taktimpulser med en frekvens på f.eks. 6,82 kHz. Impulser fra taktgiveren 12 deles af en frekvensdeler 13 og afgives til en ledning 14 til en asynkronintervalgenerator 15 med flere udgange T1-T8, der er forbundet til et reguleringskredsløb 16 for asynkron hyppighed. Hver af udgangene T1-T8 repræsenterer et forskelligt asynkroninterval inden for det betragtede område, og reguleringskredsen 16 for asynkronhyppighed vælger en af udgangene T1-T8 fra asynkronintervalgeneratoren 15 styret af en hovedparameterregulator 150.

Den valgte udgang fra asynkronintervalgeneratoren 15 er forbundet til en breddereguleringskreds 17, der frembringer en udgangsimpuls af valgt bredde reguleret af hovedparameterregulatoren 150. Denne mulighed aktiveres af taktimpulserne på ledningen 14, der er ført direkte til bredderegulatoren 17 og til en frekvensdeler 19, som frembringer yderligere taktimpulser med et submultiplum af taktgiveren 12’s frekvens til tilførsel til breddereguleringskredsen 17, hvorved der tilvejebringes signaler, fra hvilke de forskellige bredder af udgangsimpulsen kan vælges.

Udgangsimpulserne fra breddereguleringskredsen 17 tilføres til trigning af en impulsgenerator 21, således at der frembringes en udgangsimpuls på udgangsledningen 22 til overførsel til hjerteterminalerne 11. Amplituden af den af impulsgeneratoren 21 dannede impuls reguleres af en amplitudereguleringskreds 24, der igen er reguleret af hovedparameterreguleringskredsen 150.

Udgangen fra breddereguleringskredsen 17 er ud over forbindelsen til im-pulsgeneratoren 21 forbundet igennem en NAND-kreds 30 til en tilbagestille- 7

DK 151935 B

terminal på asynkronintervalgeneratoren 15. Når således asynkrongeneratoren 15 når et forudbestemt valgt tal ved frembringelsen af en udgangsimpuls fra breddereguleringskredsen 17, tilbagestilles asynkronintervalgeneratoren til at begynde tælling af det efterfølgende asynkroninterval.

Den ovenfor beskrevne del af hjerte-pacemakeren tjener som en såkaldt fast-hyppighedspacemaker, der frembringer impulser asynkront med en hyppighed reguleret af den valgte udgang fra asynkronintervalgeneratoren 15. Til tilvejebringelse af demand-pacemakerdrift findes en R-bølgeforstærker 32. Hjerteterminalerne 11 er igennem en ledning 33 forbundet til en indgang på R-bølgeforstærkeren 32 til ledning af naturligt forekommende hjerteimpulser til R-bølgeforstærkeren 32.

Andre signaler, f. eks. stimulationsimpulser frembragt af impulsgeneratoren 21 på ledningen 22 og forstyrrende elektromagnetisk støj, som kan detekteres af hjerteelektroderne eller andre tilknyttede kredsløb, kan også detekteres på ledningen 33, men frafiltreres eller afvises eller aktiverer støjdrift eller fast hyppighedsdrift, som det fremgår af nedenstående. R-bølgeforstærkeren 32*s sensitivitet reguleres af en kreds 35 til sensitivitetsregulering, der atter reguleres af hovedparameterregulatoren 150.

R-bølgeforstærkeren 32 frembringer et udgangssignal ved detektionen af en naturligt frembragt R-bØlge, en stimulationsimpuls eller et forstyrrelsessignal, til afgivelse til en reguleringstæller 38. Reguleringstælleren 38 modtager også taktimpulser fra taktgeneratoren 12 igennem en NAND-kreds 40 og frembringer udgangssignaler til tidspunkter henholdsvis T^, og efter at være tilbagestillet. Det til tidspunktet dannede udgangssignal føres til en tilbagestillingskreds 41 for asynkrongeneratoren, der frembringer et udgangssignal, som afgives igennem NAND-kredsen 30 til tilbagestilling af asynkronintervalgeneratoren 15's indhold. Hvis en R-bølge, en stimulationsimpuls eller et forstyrrelsessignal, når pacemakeren er i drift, modtages af R-bølgeforstærkeren 32 før det tidspunkt, hvor der fremkommer et signal på en valgt udgang af asynkronintervalgeneratoren 15, tilbagestilles denne til at begynde tællingen forfra igen på en måde, der i teknikken er kendt som demand-drift.

Endvidere vælges den ene eller den anden af reguleringstællerens udgange eller af en refraktærregulatorkreds 43 styret af hoved parameterkredsen 150. Den valgte udgang er forbundet til en inverterende NAND-kreds 45 og derfra til NAND-kredsen 40 til regulering af gennemgangen af taktimpulserne på ledningen 14, samt til tilbagestillingskredsen 41 for asynkrongeneratoren til frembringelse af en tilstand i denne, som tillader passage afen i det følgende frembragt tilbagestillingsimpuls for asynkrongeneratoren hidrørende fra reguleringstælleren 38. Refrakt ærkredsens virkning er således frembringelse af en "beredskabstilstand” i tilbagestillingskredsen 41 for asynkrongeneratoren, DK 151935B j 8 | efter at reguleringstælleren 38 har nået en forudbestemt refraktærtælling bestemt af refraktærreguleringskredsen 43. Efter frembringelsen af beredskabs-tilstanden tilføres der en logisk tilstand til indgangen på NAND-kredsen 40, der lukker passagen for taktimpulserne på ledningen 14 og derved afslutter reguleringstælleren 38's tælling. Frembringelsen af en udgangsimpuls fra ' R-bølgeforstærkeren 32 frembringer derefter en impuls, som tilbagestiller re guleringstælleren 38 og igen sætter denne i stand til at påbegynde tællingen.

Når tællingen har nået tidspunktet T^, frembringer asynkrongeneratortilbagestil- lingen 41, der tidligere er åbnet af refraktærreguleringskredsen 43, en tilbagestillingsimpuls til tilbagestilling af asynkronintervalgeneratorens tælling.

Før pacemakeren når "beredskabstilstanden", er den imidlertid i en "regulerings- tilstand” i løbet af hvilken modtagelse af et signal fra R-bølgeforstærkeren 32 ikke frembringer en tilbagestillingsimpuls for asynkronintervalgeneratoren, men hvor reguleringstælleren 38 istedet blot tilbagestilles til tælling af i den forudbestemte refraktarperiode fra begyndelsen.

Ydermere findes der et kredsløb 50 til regulering af funktionsformen,hvilket kredsløb reguleres af hovedparameterregulatoren 150. Når funktionsformsregulatoren 50 aktiveres, afbryder den funktionen af tilbagestillingskredsen 41 for asynkrongeneratoren og bringer derved pacemakerkredsen 10 til at arbejde i en funktionsform med fast hyppighed. Funktionsformsregulatoren 50 kan endvidere betjenes af en midlertidig ekstern regulator, såsom en elektromagnet eller en lignende indretning, til at bringe kredsløbet til at fungere i en driftsform med fast hyppighed til afprøvningsformål, hvilket er velkendt i teknikken.

Hovedparameterregulatoren 150, der nedenfor beskrives i nærmere detaljer, programmeres ved hjælp af et eksternt reguleringssignal, der tilføres et modtageelement 215, såsom en magnetisk aktiveret reed-kobler eller et lignende element, som beskrevet nedenfor.

Som angivet indbefatter hjerte-pacemakeren 10 ifølge opfindelsen udstyr til ændring af funktionsparametrene, nærmere bestemt bredden af stimulationsimpulsen, amplituden af stimulationsimpulsen, refraktærperioden, hjertesignal-sensitiviteten og driftsformen (d.v.s. fasthyppighedsdrift eller demand-drift) samt asynkronimpulsens dannelseshastighed. Disse driftsparametre kan ydermere ændres efter, at pacemakeren er implanteret i patientens krop. Til lettelse af denne parameterregulering anvendes hovedparameterreguleringskredsen 150.

Kredsen 150 er vist i blokdiagramform i fig. 2 og i nærmere detaljer i figur 3A-3C.

Som det vil fremgå, reagerer hovedparameterreguleringskredsen 150 på et internt tilført indgangssignal fra et instruktionsorgan som beskrevet nedenfor. Instruktionsorganet tilvejebringer en indledende adgangssekvens af elektromagnet!- 9

DK 151935 B

ske impulser efterfulgt af en sekvens af elektromagnetiske impulser til fastlæggelse af pacemakerens funktionsparametre. Reguleringskredsen 150 skal først genkende adgangssekvensen, før reguleringssekvensen vil blive accepteret og ført ind i reguleringskredsens lager. Nærmere bestemt modtages det eksternt tilførte indgangssignal som vist i fig. 2 og føres til en digitalimpulsgenerator 151 af enkeltimpuls-typen, der frembringer en udgangsimpuls med reguleret amplitude og bredde for hver eksternt indført indgangsimpuls til overvindelse af problemer i forbindelse med forstyrrelser på signalimpulsens detektionskobler (beskrevet nedenfor). Udgangssignalet fra den digitale generator 151 af enkeltimpuls-typen tilføres til en startlåsekreds 152 og en NAND-kreds 156. NAND-kredsen 156's udgang er ført til indgangen på et skifteregister 165, hvis forskellige udgange er forbundet til et mønstergenkendelseskredsløb 172.

Samtidig tilføres der taktimpulser fra taktgeneratoren 12 til digital-impulsgeneratoren 151, en tilbagestillingskreds 155 og en tæller 162. Tre udgangssignaler på tælleren 162, der forekommer til diverse forskellige tidspunkter, er ført til et skifteregister 165, en mønstersøgningsstoplås 166, og en stopkreds 167. Ydermere er udgangen fra NAND-kredsen 156 ført til en indgang på skifteregisteret 165, samt til en anden NAND-kreds 170.

En udgang fra mønstergenkendelseskredsen 172 og en udgang fra mønstersøgningsstoplåsen 166 er ført til en NAND-kreds 174. NAND-kredsen 174's udgang er ført til indgangen af en aktiveringslåsekreds 176, og dennes udgang er ført til en anden indgang på NAND-kredsen 170 og til en NAND-kreds 180. Stopkredsen 167's udgang er ført til en anden indgang på NAND-kredsen 180 og til en tilbagestilleterminal på startlåsen 152. Udgangen på NAND-kredsen 170 er ført til indgangen på en datatæller 182, og udgangene på datatælleren 182 er ført til en dataopbevarings lagerlås 184. Udgangen fra NAND-kredsen 180 er forbundet til låsekredsen 184's "indlagringsterminal".

Kort forklaret bliver under drift startlåsen 152 aktiveret efter tilførsel af det externt tilførte indgangssignal til den digitale enkeltimpuls-generator 151. Startlåsekredsen 152 aktiverer tilbagestillingskredsen 155, der initialiserer skifteregisteret 165, mønstersøgningsstoplåsen 166, aktiveringslåsen 176, stoplåsen 167 samt datatælleren 182. Ydermere tillader aktiveringen af startlåsen 152, tælleren 162 at begynde tællingen. Tælleren 162 frembringer, som nedenfor forklaret i nærmere detaljer, udgangssignaler, der er submultipla af taktfrekvensen.

Dataene fra digitalimpulsgeneratoren af enkeltimpulstypen tilføres derefter igennem NAND-kredsen 156 (der er åbnet til at lade dataene passere på grund af udgangssignalet fra startlåsen 152) til mønstergenkendelsesskifteregisteret 165. De første syv databit indtaktes i skifteregisteret 165 med

DK 151935B

10 en frekvens, der er et submultiplum af taktfrekvensen 160 (1/32 heraf i det viste udførelseseksempel). Dataene i skifteregisteret 165 tilføres kontinuerligt det kombinationslogiske mønstergenkendelseskredsløb 172, der frembringer et udgangssignal, når og kun når den forudbestemte genkendelseskode forekommer i skifteregisteret 165. Samtidig aktiveres mønstersøgningsstoplåsen 166 af en anden udgang fra tælleren 162 med et andet submultiplum af frekvensen fra taktgeneratoren 160 (f.eks. 1/256 af taktfrekvensen,den til indtaktning af de første syv databit i skifteregisteret 165 krævede tid). Udgangssignalet fra mønstersøgningsstopkredsen 166 aktiverer .aktiveringslåsen 176, når det tilføres sammen med udgangssignalet fra det mønstergenkendende kombinationskredsløb 172 til NAND-kredsen 174.

De på udgangen af NAND-kredsen 156 forekommende data tilføres derfor ved hjælp af NAND-kredsen 170 til datatælleren 182, og herigennem til datalagringskredsen 184.

Til et tidspunkt, hvor dataene er fuldstændigt indført i datalageret 184, aktiveres stoplåsen 167 til frembringelse af et signal, der tilføres en "ind-lagringsterminal" på datalagerkredsen 184 igennem AND-kredsen 180. Samtidig tilføres udgangssignalet fra stoplåsen 167 til startlåsen 152 til tilbagestilling af denne til en begyndelsestilstand for at udelukke yderligere transmission af data ind i kredsløbet 150.

På dette tidspunkt oplagres dataene fra det eksterne instruktionsorgan i datalagerkredsen 184 til ændring af pacemakerkredsløbets funktionsparametre. j Det reguleringsimpulsen modtagende kredsløb i fig. '2 er vist i nærmere j detaljer i fig. 3A-3C. Nærmere bestemt indbefatter taktgeneratoren 12 (Fig. 3A) i en astabil multivibrator 200, der tilvejebringer et oscillatorudgangssignal på I en ledning 201 til fremføring af taktimpulser til den resterende del af kreds- t løbet. Der findes endvidere en frekvensdelekreds 13 indbefattende en J-K masterslave kipkobling 203, hvortil et delt frekvensudgangssignal fra den astabile multivibrator 200 føres til taktindgangen; samt en kipkobling 204 af D-typen, hvortil Q-udgangen fra J-K kipkoblingen 203 er ført til en taktindgang herpå. Kipkoblingen 204's Q-udgang er forbundet til D-indgangen, hvorved udgangen skifter mellem høj og lav tilstand ved successive taktimpulser til deling af taktfrekvensen med to. Udgangssignalet fra D-kipkoblingen 204 føres fra kredsløbet ad en ledning 208 (forbindelsen fortsætter fra punktet BB til bredderegulerings- j kredsen 17 i fig. 5B). Eftersom Q-udgangssignalet fra den astabile multivibrator 200 har halvdelen af den dannede oscillationsfrekvens, vil udgangssignalet j fra D-kipkoblingen 204 være taktfrekvensen divideret med fire. Stille- og tilbagestil leterminalerne på D-kipkoblingen 204 og J-K -kipkoblingen 203 er forbundet til en lav tilstand 190 til sikring af kontinuerlig drift af de tilsvarende kipkoblinger.

DK 151935B

11 ^ssJ ^en trigger, den eksterne tilbagestilling og gentrigger- terminalerne pa taktgeneratoren 200 er forbundet til lav; og den astabile, negative trigger og er forbundet højt. Det integrerede kredsløb 200 fungerer derfor som en astabil multivibrator, idet udgangssignalet herfra fremkommer på ledningen 201, og en frekvens af et halveret submultiplum fremkommer på ledningen 210, der er forbundet til kipkoblingen 203, som angivet ovenfor. Udgangssignalet på ledningen 201 er således den primære taktfrekvens; udgangssignalet på ledningen 14 (punkt AA) er resultatet af den første deling af den primære taktfrekvens frembragt af delekredsen 13; og udgangssignalet på ledningen 208 (punkt BB) er resultatet af den anden deling af taktfrekvensen frembragt af delekredsen 19. Taktgeneratoren 12's frekvens fastlægges ved værdierne af en kondensator 211 og en modstand 212, der er forbundet mellem henholdsvis kondensator- og modstandsterminaler og den fælles R-C terminal på den astabile multivibrator 200. Frekvensen kan justeres ved ændring af modstandsværdien for modstanden 212. I det viste udførelseseksempel er modstanden omkring 2M ohm og kondensatoren omkring 100 pf; taktfrekvensen kan derfor justeres til at være omkring 6,82k Hz. En zenerdiode 213 er forbundet mellem multivibratoren 200's kondensatorterminal og jord for at bringe oscillatorfrekvensen til at falde med faldende batterispænding.

Dataene fra det eksterne instruktionsorgan (beskrevet nedenfor) modtages af en magnetisk aktiveret reed-kobler 215 og føres til digitalgeneratoren 151 for enkeltimpulser (fig. 3A). Impulsgeneratoren 151 sikrer, at den fra reed-kobleren 215 modtagne impuls er af korrekt form og bredde til behandling i den resterende del af kredsløbet og indbefatter to kipkoblinger 220 og 221 af D-typen, en binær tæller 222 af den type, der på engelsk benævnes "ripple -carry counter", og en AND-kreds 223. Dataene tilføres taktindgangen på en D-kipkobling 220, idet D-indgangen herpå er forbundet til høj. Kipkoblingen 220's udgang Q er forbundet til D-indgangen på D-kipkoblingen 221, og Q-udgangen på D-kipkoblingen 221 er ført gennem AND-kredsen 223 til tilbagestilletermi-nalerne på kipkoblingerne· 220 og 221. De primære taktimpulser, der forekommer på ledningen 201, tilføres endvidere AND-kredsen 223 til synkronisering af tilbagestillingen af D-kipkoblingerne 220 og 221. D-kipkoblingen 220's Q-udgang er forbundet til en tilbagestilleterminal på tælleren 222. Tælleren 222's taktterminal er forbundet til ledningen 201 til modtagelse af primære taktimpulser herfra. Udgangssignalet fra tælleren 222 tages fra f.eks. udgangen og tilføres taktterminalen på D-kipkoblingen 221.

Når der således modtages en dataimpuls fra kobleren 215, tjener den til indtakting af den høje tilstand på D-terminalen til Q-udgangen, og derfor på D-indgangen på kipkoblingen 221. Når Q-udgangen antager høj tilstand, antager Q- 12

DK 151935 B

udgangen lav tilstand, hvorved den høje tilbagestilletilstand fjernes fra tælleren 222, således at denne sættes istand til at begynde tælling af taktimpulserne, der tilføres hertil på ledningen 201. Når udgangsledningen Q, antager høj tilstand (i 6 ^ 2 gange taktfrekvensen divideret med to, sekunder), vil den høje tilstand på D-indgangen af kipkoblingen 221 bliver taktet igennem til Q-udgangen herpå til tilførsel til en indgang på AND-kredsen 223. Ved fremkomst af den næste taktimpuls på ledningen 201 vil den høje tilstand tilføres tilbagestilleterminalerne på kipkoblingerne 220 og 221 og føre disse tilbage til deres begyndelsestilstand. Den på udgangsledningen 230 forekcmmsnde impuls vil således have konstant bredde, der er etableret ved den tid udgangssignalet Q^ fra tælleren 222 er om at antage en høj tilstand fra det tidspunkt, hvor impulsen modtages fra kobleren 215. Udgangsimpulsens amplitude på ledningen 230 vil være konstant lig med amplituden for den høje tilstand.

Udgangssignalet fra den digitale enkeltimpulsgenerator tilføres startlåsekredsen 152 (fig.3A). Startlåsekredsen 152 indbefatter en J-K master-slave kipkobling 235, til hvis taktindgang udgangssignalet fra den digitale enkeltimpulsgenerator 151 tilføres. Kipkoblingen 235's K-indgang er forbundet til ; lav, og .T-indgangen er forbundet til Q-udgangen. Q-udgangen er derfor høj kontinuerligt efter modtagelsen af den første taktimpuls, indtil kipkoblingen 235 tilbagestilles. Tilbagestilleterminalen er forbundet til stoplåsekredsen 167 (fig.3B), som er beskrevet nedenfor. Kipkoblingen 235's Q-udgang er forbundet til den ene indgangsterminal på en NAND-kreds 156, og de på impulsgeneratoren 151's udgangsledning 230 dannede data tilføres den anden indgangsterminal. NAND-kredsen 156's udgangssignal tilføres skifteregisteret 165 (fig. 3B) og den ene indgangsterminal på NAND-kredsen 170 (fig. 3G) til overførsel til datatælleren 182 (fig. 3C), som beskrevet nedenfor.

J-K kipkoblingen 235's Q-udgang tilføres tilbagestillekredsen 155 (fig. 3B), der indbefatter to kipkoblinger 240 og 241 af D-typen. Kipkoblingen 240's D-indgang er forbundet til høj, og udgangen på ledningen 239 |

fra startlåsekredsen er forbundet til taktindgangen. Når tilstanden på ledningen I

239 således skifter fra lav til høj, overføres den høje tilstand på D-indgangen | til Q-udgangen på kipkoblingen 240 for at fremkomme på D-indgangen til kipkoblingen 241. Kipkoblingen 241's taktterminal er forbundet til modtagelse af \ primære taktimpulser, der fremkommer på ledningen 201. Ved aktivering af start- i låsekredsen 235 føres den høje tilstand på kipkoblingen 240's D-indgang, | ved forekomst af en taktimpuls, igennem til kipkoblingen 241's Q-udgang til i frembringelse af en høj tilbagestillingstilstand på udgangsledningen 243, der ! er forbundet til kipkoblingen 240's tilbagestilleterminaler, skifteregisteret j 165, aktiveringslåsekredsen 176 (fig. 3C), mønstersøgningsstoplåsen 166 (fig.

3C) og datatælleren 182 (fig. 3C), som beskrevet nedenfor. Tilbagestilleimpulsen 13

DK 151935 B

er imidlertid af selvbegrænsende varighed og afsluttes, når den fremkommer på kipkoblingen 240's tilbagestilleterminal efter forekomst af en efterfølgende primær taktimpuls på ledningen 201.

Startlåse-kipkoblingen 235's Q-udgang (fig. 3A) er forbundet til tilbage-stilleterminalerne på tællerkredsene i tælleren 162 (fig. 3B). Tælleren 162 indbefatter en binær tæller 258, den type, der på engelsk kaldes en "ripple-carry counter", en tilsvarende binær tæller 259 samt en AND-kreds 260.

Begge tællere 258 og 259 tilbagestilles af Q-udgangen fra startlåsekipkoblin-gen 235. Når startlåsekredsen 235 således aktiveres, fjernes den normalt på tilbagestilleterminalerne på tællerne 258 og 259 forekommende tilbagestillingstilstand, og tælleren 162's tælling indledes.

De primære taktimpulser på ledningen 201 er forbundet til taktindgangen på tælleren 259, og de på ledningerne Q^, Qg og udviklede udgangssigna ler føres til henholdsvis skifteregisteret 165 (fig. 3B), mønstersøgningsstop-låsen 166 (fig. 3C) og tælleren 258's taktterminal. Udgangssignalerne fra tælleren 259 forekommer således som submultipla af taktfrekvensen på ledningen 201; eftersom taktfrekvensen f. eks. er omkring 6,82 kHz (med en periode på omkring 0.1466 millisekunder) har eksempelvis impulserne på ledningen Q,. en periode på tilnærmelsesvis 4,69 millisekunder, udgangssignalerne på ledningen Qg en periode på tilnærmelsesvis 75.07 millisekunder og udgangssignalerne på ledningen en periode på tilnærmelsesvis 600,58 millisekunder.

Udgangssignalet fra udgangsterminalen på tælleren 258 er forbundet til den ene terminal på AND-kredsen 260, og udgangssignalet fra ledningen er forbundet til dennes anden indgang. Eftersom tælleren 258 modtager sine taktimpulser fra tælleren 259's Q^-udgang, vil udgangssignalerne og fra tælleren 258 på udgangen af AND-kredsen 260 skifte fra lav til høj tilstand i en periode på omkring 5.405,28 millisekunder. De på kobleren 215 modtagne data vil modtages med en frekvensperiode, der fremkommer på udgangsterminalen Q,. for tælleren 259, eller 4,69 millisekunder. Ændringen af tilstanden af udgangssignalet på AND-kredsen 260 vil derfor være 1152 dataimpulser efter, at tællerne har fået tilladelse til at begynde deres tælling, til aktivering af stoplåsekredsen 167 (fig.3B), som beskrevet nedenfor.

I drift søger kredsløbet først et adgangskodemønster i de impulser, der modtages af indgangskobleren 215. Til dette formål findes der et mønstergenkendelseskredsløb 270 (fig. 3B), der indbefatter et skifteregister 165 og en mønstergenkendende NAND-kreds 172. Tælleren 259's udgangssignal tilføres taktindgangen på skifteregisteret 165. De af impulsgeneratoren 151 for enkeltimpulser frembragte data (fig. 3A) tilføres igennem NAND-kredsen 156 til "data"-indgangen på skifteregisteret 165. Dataene taktes ind i skifteregisteret 165 14

DK 151935 B

med frekvensen for de impulser, der frembringes på terminalen på tælleren 259. Det fremgår således, at hvis de til kredsløbet transmitterede impulser ikke er af den frekvens, der frembringes på ledningen på tælleren 259, vil datae ne ikke taktes korrekt ind i skifteregisteret 165, og de vil ikke genkendes af mønstergenkendelseskredsen 172, der beskrives nedenfor. Denne taktbetingelse pålægger derfor indgangsdataene et frekvenskrav, foruden de andre betingelser j (især mønsteret af høje og lave tilstande), hvorved den statistiske sikkerhed mod utilsigtet aktivering af det parameterbestemmende kodekredsløb forøges.

Når dataene føres ind i skifteregisteret 165, fremkommer de på udgangsterminalerne Q^, Q2, Q3, Q^, Q5, Qg og Q7· Skifteregisteret 165's ud gangsterminaler er forbundet til NAND-kredsen 172's indgangsterminaler. Om ønsket kan forskellige af skifteregisteret 165’s udgangsledninger inverteres, f. eks. med inverteringskredse 272 og 273 for derved at tilvejebringe mulighed for entydig kodning af det krævede genkendelsesmønster til kredsløbet.

NAND-kredsen 172 frembringer kun et lavt udgangssignal, når alle indgangssignalerne hertil er sammenfaldende. De vil således kun til det tidspunkt, hvor udgangssignalerne fra skifteregisteret 165 svarer tilden forudbestemte adgangskode, frembringe en tilstandsændring på udgangsterminalen af NAND-kredsen 172. NAND- i kredsen IVlfs udgangssignal inverteres af inverteringskredsen 274 og tilføres en indgang på NAND-kredsen 174.

Efter forløb af et tilstrækkeligt tidsrum til genkendelse af adgangsmønsteret afskæres kredsløbet fra at fortsætte sin adgangsmønstersøgning af en møn- j stersøgningsstoplås 166 (fig. 3C). Mønstersøgningsstopkredsen 166 indbefatter j en J-K master-slave kipkobling 276, der modtager taktindgangssignalet fra tæl- ! i leren 259’s udgang Qg. Kipkoblingen 276's K-indgang er forbundet til lav, og : J-udgangen er forbundet til Q-udgangen. Ved modtagelse af en taktimpuls på takt- j indgangen vil Q-udgangssignalet således ændres fra normalt lav til høj tilstand, hvor det vil forblive indtil kipkoblingen 276 tilbagestilles. Q-udgangen er forbundet til NAND-kredsen 174’s anden indgang for at forhindre yderligere i transmission af signaler fra mønstergenkendelseskredsen 270 derigennem. Efter- j som kipkoblingen 276's taktindgangssignal afledes fra kipkoblingen 259’s ud- j ί

gangsterminal QOJ vil mønstersøgningsstoplåsen aktiveres tilnærmelsesvis 37,55 j y I

millisekunder efter at startlåsen 152 er blevet aktiveret. Dette svarer til en j periode, der indbefatter 8 databit transmitteret med en hastighed bestemt af j tælleren 259's udgang Q^. Når således først adgangsmønstersøgningen er begyndt, I vil kredsløbet, hvis det ikke genkendes indenfor de første 8 impulser, afbryde sin søgning og ikke acceptere yderligere data, før den til en fuldstændig programcyklus krævede tid er forløbet.

Umiddelbart inden aktiveringen af mønstersøgningsstoplåsen 166, vil udgangs- 15

DK 151935 B

signalet fra mønstergenkendelseskredsløbet 270, hvis adgangsmønsteret genkendes, tilføres igennem NAND-kredsen 174 til aktivering af låsekredsen 176 (fig. 3C), der indbefatter en J-K master-slave kipkobling 280. Kipkoblingen 280's K-indgang er forbundet til lav, og Q-udgangen er forbundet til J-indgangen. Signalet fra mønstergenkendelseskredsen tilføres taktindgangen. Når først aktiveringsimpulsmønsteret er genkendt, frembringer aktiveringslåsen således et udgangssignal med høj tilstand på sin Q-udgangsterminal, hvilket fortsætter indtil tilbagestilling. Kipkoblingen 280’s Q-udgangsterminal er forbundet til den ene indgang på NAND-kredsen 170 til styring af transmission af de data, der transmitteres gennem porten 156. Kipkoblingen 280's Q-udgang er yderligere forbundet til en indgang på AND-kredsen 180 til sammenligning med udgangssignalet fra stoplåsekredsen 167 (fig. 3B), som beskrevet nedenfor. Når først aktiveringslåsen 176 skifter tilstand ved genkendelse af adgangsmønsteret, tilføres dataene fra kipkoblingen 230 således til datatællerkredsen 182 (fig. 30).

Datatælleren 182 indbefatter en tæller 291 af den art, der på engelsk benævnes en "ripple-carry counter". Dataene fra impulsgeneratoren 151 til enkeltimpulser (fig. 3A) tilføres taktindgangen på tælleren 291. Når dataene indføres i tælleren 291, reflekterer udgangstilstandene Q^-Q^q således antallet af modtagne impulser. Det bør bemærkes, at det på terminalerne frembragte udgangssignal er den binære ækvivalent til antallet af modtagne impulser på taktindgangen med det mest signifikante ciffer placeret på ledningen Q^q.

Dataene på ledningerne Q^-Qg ^ra tælleren 291 er forbundet direkte til datalagerkredsen 184 (fig. 3C). Datalagerkredsen 184 indbefatter en låsekreds 295 og to kipkoblinger 290 og 292 af D-typen til oplagring af hertil førte signaler. Tælleren 291's forskellige udgange Qj"Qg er forbundet til de forskellige dataindgange på låsekredsen 295, hvis lagerterminaler er forbundet til udgangen på AND-kredsen 180, der som ovenfor beskrevet modtager sine indgangssignaler fra udgangene på stoplåsekredsen 167 (fig. 3B) og aktiveringslåsekredsen 176 (3C). Tælleren 291's Qg- og Q^Q-udgange er forbundet til de respektive D-indgange på kipkoblingerne henholdsvis 290 og 292. Kipkoblingerne 290 og 292's Q-udgange tilvejebringer to yderligere reguleringsdatatilstande i punkter EE og FF.

Stoplåsekredsen 167 indbefatter to kipkoblinger 300 og 301 af D-typen. De primære taktimpulser på ledningen 201 er ført til taktindgangen på kipkoblingen 301, og tælleren 258's Q^- og Q^-udgange er som ovenfor angivet forbundet igennem AND-kredsen 260 til taktindgangen på den anden kipkobling 300.

Kipkoblingen 300’s D-indgang er forbundet til høj, og Q-udgangen er forbundet til D-indgangen på kipkoblingen 301. Kipkoblingen 301's Q-udgang er

DK 151935B

16 forbundet til den ene af indgangsterminalerne på AND-kredsen 180 og til tilbage-stilleterminalen på kipkoblingen 300.

Når således alle de data, der er modtaget af kredsløbet indenfor den tidsperiode, som er defineret ved ændringen i sammenfald af tilstandsændringer på udgangene Q og Q, på tælleren 258, er modtaget, vil stoplåsekredsen 167 og aktiveringslåsekredsen 176 (fig. 3C) frembringe et signal til "lagerterminalerne" på låsekredsen 295 (fig. 3C) for derved at indføre de data, der fremkommer på dataterminalerne hertil. Dataene vil herefter blive lagret i låsekredsen indtil ' et andet signalsæt, der indbefatter en korrekt adgangskode, dernæst tilføres kred- i sen. De på låsekredsen 295 fremkomne udgangssignaler er derefter tilgængelige i

til overførsel til forskellige modifikationskredsløb til ændring af funktions- I

parametrene for den hjerte-pacemaker, i forbindelse med hvilken kredsen anvendes.

Det skematiske elektriske diagram af impulsgeneratoren 21 (se fig. l) er vist i detaljer i fig. 4. Impulsgeneratoren 21 fungerer som en spændingsmultiplikatorkreds og indbefatter to npn -transistorer 310 og 311. Transistoren 311’s kollektor og emitter serieforbinder den ene side af en kondensator 313 med udgangsledningen 22 igennem en kondensator 314. En modstand 316 forbinder transistoren 311’s basis til en negativ terminal 190, og en modstand 322 forbinder transistoren 311's kollektor til en jordterminal 191 til omvending af forspændingen for transistoren 311's kollektor-basisovergang.

Den side af kondensatoren 313, der er forbundet til transistoren 311’s emitter er yderligere forbundet til et negativt potential på terminalen 190 i igennem en modstand 318. Kondensatoren 313's modsatte plade er forbundet til transistoren 310's kollektor og til et jordpotential 191 igennem en modstand j 320. Transistoren 310's emitter er direkte forbundet til den negative terminal 190. Når transistorerne 310 og 311 således er i deres normalt ikke-ledende | tilstand, bliver kondensatoren 313 opladet som angivet af spændingen mellem | i den negative terminal 190 og jordterminalen 191 igennem modstanden 318 og >

320. I

Når transistoren 310 er forspændt i tilstand, som angivet nedenfor, er i det negative potential på dens emitter serieforbundet med den tidligere opladede , kondensator 313, hvorved der sker en multiplikation af den spænding, der er ud- j viklet mellem transistoren 311's emitter og jord. Desuden forspænder dette forøgede negative potential transistoren 311's basis-emitterovergang i gennemgangs- j retningen og bringer den til at lede, således at den multiplicerede spænding af- i gives til udgangsledningen 22, som beskrevet ovenfor. j

En zenerdiode 324 er forbundet mellem udgangsledningen 22 og jord 191 i til beskyttelse mod defibrillation og andre uønsket høje spændinger, der kan fore- ! komme.

DK 151935 B

17

Frembringelsen af stimulationsimpulsen er som ovenfor angivet styret af tilførelsen af en basisstrøm til transistoren 310. Denne basisstrøm tilvejebringes i en resistiv vej i serie mellem transistoren 310's basis og NAND-kredsen 327's udgang. NAND-kredsen 327’s indgangssignal er afledt fra udgangen af breddereguleringskredsen 17 (se fig. l), som beskrevet nedenfor i detaljer.

Den resistive vejs modstand og som følge deraf transistoren 310's basisstrøm er styret af en amplitudereguleringskreds 24. Amplitudereguleringskredsen 24 indbefatter tre modstande 326, 329 og 330. Modstandene 329 og 330 er parallelforbundet med hinanden og med modstanden 326 ved hjælp af bilaterale koblere henholdsvis 332 og 333. Koblerne 332 og 333 modtager digitale funktionssignaler på ledningerne henholdsvis II og JJ, hvilke signaler er afledt fra udgangen af datalagerkredsen 295 i hovedparameterreguleringen 150 (se fig. 3C). I drift medfører tilstedeværelsen af et logiksignal 00 på de respektive terminaler II og JJ, at hele størrelsen af modstanden 326 præsenteres til regulering af transistoren 310’s basisstrøm. Tilstedeværelsen af et logiksignal 01 på terminalerne II og JJ vil bringe kobleren 332 til at lukke til frembringelse af den resistive værdi af parallelforbindelsen af modstandene 329 og 326 i basiskredsløbet. Tilstedeværelsen af logiksignalet 10 på terminalerne II og JJ vil medføre, at kobleren 333 lukker til dannelse af parallelkoblingen af modstandene 330 og 326 i basiskredsløbet. Endelig vil tilstedeværelsen af et logiksignal 11 på terminalerne II og JJ medføre, at begge koblere 332 og 333 lukker til dannelse af parallelforbindelsen af alle tre modstande 329, 330 og 326 i basiskredsløbet. Kollektor-emitter- strømmen for transistoren 310 styres således af den logikværdi, der præsenteres på terminalerne II og JJ.

Den grad, i hvilken transistoren 310 er forspændt til en ledning, som styret af logiktilstanden på terminalerne II og JJ, bestemmer amplituden af den til udgangsledningen 22 afgivne udgangsimpuls. D.v.s. spændingsfaldet mellem kollektor og emitter'bestemmer den spænding, der forekommer i serie med den spænding, der tidligere blev påtrykt kondensatoren 313.

Udgangsledningen 22 tjener, foruden til at afgive stimulationsimpulser fra impulsgeneratoren 21, som beskrevet ovenfor, også til at lede naturligt frembragte hjerteimpulser på ledningen 33 til detektionsdelen af hjerte-pacemakeren 10. En modstand 340 er serieforbundet med en kondensator 341 til en ikke-inverterende indgang på en operationsforstærker 343. Modstanden 340 og kondensatoren 341 tjener, foruden til kobling af signalet til indgangen, som et lavfrekvensfilter, idet kondensatoren 341 frembyder en høj impedans overfor DK 151935 B ! „ lavfrekvenskomponenterne af det detekterede signal på ledningen 22. En diode 344 er forbundet fra fællespunktet mellem modstanden 340 og kondensatoren 341 til en jordterminal 191 til fiksering af amplituden af stimulat ionsimpulsen til en acceptabel spænding for at forhindre overstyring af forstærkeren 343.

En modstand 346 er serieforbundet med en kondensator 347 mellem en jordterminal· 191 og en inverterende indgang til en operationsforstærker 343.

En tilbagekoblingsmodstand 349 er forbundet mellem forstærkeren 343's udgang og dens inverterende indgang. Modstanden 346 og kondensatoren 347 tjener også som et lavfrekvensfilter overfor det signal, der.frembringes på udgangen af operationsforstærkeren 343. En fremadførende kompensationskondensator 350 er j tilvejebragt til fastlæggelse af det høje 3dB frekvensaffaldspunkt. Endelig er j forstærkeren 343's ikke-inverterende indgang forbundet til en spændingsdeler omfattendeto modstande 352 og 353 serieforbundet mellem en negativ terminal 190 og en jordterminal 191. En offsetbalancemodstand 355 er forbundet mellem i jordterminalen 191 og en offsetbalanceterminal på forstærkeren 343. Forstærkeren 343's udgang er forbundet til gitteret på en felteffekttransistor 356 til regulering af kilde-drænstrømmen herigennem. Ved modtagelse af en naturligt frembragt hjerteimpuls (eller et andet signal med tilsvarende frekvensforløb) frembringer forstærkeren 343 således en udgangsspænding til at koble felteffekt-transistoren 356 til. Den udstrækning, i hvilken felteffekttransistoren 356 er koblet til, afhænger af forstærkeren 343's udgangsspænding, der igen fastlægges af amplituden af det signal, som afføles på ledningen 22.

i

Sensitiviteten af pacemakeren 10 overfor det signal, der frembringes af | R-bølgeforstærkeren 32, reguleres af sensitivitetsreguleringskredsen 35 (se ! i fig. 1). Sensitivitetsreguleringskredsen 35 indbefatter en NAND-kreds 358, i hvis indgange er forbundet til udgangsterminalerne GG af datalagerlåsen 295 1 ! (, ie fig. 3C). NAND-kredsen 358's udgang er forbundet til en reguleringsterminal |

på en bilateral kobler 359, der er paralelforbundet med en Schottky-diode 361. J

!

En anden terminal HH på låsekredsen 295 (fig. 3G) er forbundet til en ! i anden bilateral kobler 362, der er parallelforbundet med en siliciumdiode 364. j

Endvidere er dioden 361’s anode forbundet til en jordterminal 191, og dioden j i

364's katode er forbundet til kilden i felteffekttransistoren 356. En modstand j 365 er forbundet mellem felteffekttransistoren 356's dræn og en negativ termi- I

nal 190. Der er således defineret en strømvej fra jordterminalen 191 igennem i dioderne 361 og 364, kilde og dræn for felteffekttransistoren 356 samt mod- i standen 365 til den negative terminal 190. Eftersom gennemgangsmodstanden for Schottky- og siliciumdioderne 361 og 364 er af størrelsesordenen henholdsvis omkring 0,2 og 0,7 ohm, kan strømmen gennem modstanden 365, når felteffekttran- ! sistoren 356 er i ledende tilstand, reguleres ved betjening af den ene eller 19

DK 151935 B

den anden, ingen af eller begge de bilaterale koblere 359 og 362. Hvis f. eks. logiksignalet 00 tilføres dé respektive terminaler GG og HH, kobles den bilaterale kobler 359 til, og den bilaterale kobler 362 kobles fra til tilvejebringelse af en strømvej fra jordterminalen 191 igennem kobleren 359 og dioden 364 til felteffekttransistoren 356's kilde. Et logiksignal 01 på terminalerne GG og HH kobler begge koblere 359 og 362 til, således at de to dioder 361 og 364 omgås i strømvejen fra jordterminalen 191 til kilden. Et logiksignal 10 på de respektive terminaler GG og HH kobler kobleren 359 fra og kobleren 362 fra, idet der tilvejebringes en strømvej gennem de to dioder 361 og 364 for jordterminalen 191 til kilden. Endelig kobler et logiksignal 11 på indgangsterminalerne GG og HH kobleren 359 fra og kobleren 362 til, hvorved der tilvejebringes en strømvej fra jordterminalen 191 igennem dioden ' 361 og kobleren 362 til felteffekttransistoren 356's kilde. Ved tilførsel af et passende logiksignal til terminalerne GG og HH kan det til felteffekttransistoren 356's kilde førte potential således regulerbart'-ændres til en bestemmelse af det spændingsniveau, ved hvilket felteffekttransistoren 356 kobles til. Når felteffekttransistoren 356 kobles til, udvikles der over modstanden 365 en spænding, som tilføres en indgang på et par inverteringskredse 370 og 371 til tilførsel til reguleringstælleren 38 (se fig. 1).

Reguleringstællerkredsen 38, refraktærregulatoren 43, tilbagestillingskredsen 41 for asynkrongeneratoren, asynkronintervalgeneratoren 15, asynkron-hyppighedsregulatoren 16 og breddereguleringskredsen 17, som er vist i fig.

1, er angivet i nærmere detaljer i fig. 5A og 5B. Impulser, der repræsenterer de første delte taktimpulser, med en til en fjerdedel divideret frekvens fra de primære taktimpulser hidrørende fra taktgeneratoren 12 (se fig. 3A), ledes til de forskellige kredsløbskomponenter fra ledningen 14, som vist.

Udgangssignalet fra R-bølgeforstærkeren 32 føres af ledning Z til en tilbagestilleterminal på reguleringstælleren 38, som vist i fig. 5A. Når R-bølgeforstærkeren 32 detekterer et passende signal, tilføres der således reguleringstælleren 38 et tilbagestillesignal.Det første sæt delte taktimpulser på ledningen 14 overføres til en indgang på NAND-kredsen 40, hvis udgang er forbundet til taktimpulsen på tælleren 38. Tælleren 38, der er af den type, som på engelsk betegnes en "ripple carry counter", frembringer udgangssignaler på de forskellige respektive udgangsterminaler, hvilke signaler svarer til et forudbestemt tilsvarende talt antal taktimpulser tilført dens taktterminal. Reguleringstælleren 38's primære funktion er, som kort omtalt ovenfor, at definere en refraktær-tilstand eller et reguleringsinterval, i løbet af hvilket en naturlig forekommende hjerteimpuls ikke har nogen tilbagestillende virkning, og efter hvilket modtagelse af en sådan impuls frembringer en tilbagestilleimpuls, hvorved det angives, at

DK 151935B

20 hjertet fungerer korrekt. Der findes to valgbare udgangsledninger fra tælleren 38, den ene er udgangsledningen 373 fra Qg-udgangen, og den anden er ledningen 374 fra Qy og Q^Q-udgangene igennem AND-kredsen 376. Signalerne på ledningerne 373 og 374 repræsenterer en tilstandsændring svarende til taktimpulser på q 10 7 (2 : 2 =) 256 og((2 + 2 ) : 2 =) 576. Taktimpulserne på ledningen 14, der er af en varighed på tilnærmelsesvis 0,587 millisekunder, frembringer tilstandsændringer på ledningen 373 og 374 efter henholdsvis 150,15 millisekunders forløb og 337,83 millisekunders forløb. Der er således adgang til en mulighed for valg mellem de respektive tilstandsændringstider på ledningerne 373 og 374 til bestemmelse af pacemakerens refraktærperiode. Valget mellem signalerne på ledningerne 373 og 374 udføres af en multiplekser 377. Ledningen 373 er forbundet til O-indgangen og ledningen 374 er forbundet til 1-indgangen på multiplekseren 377. En A-indgang er forbundet til terminalen Qg (NN) på '

låsekredsen 295 (fig. 3C) til fremføring af et signal derpå til multiplekseren 377. Sandhedstabellen for multiplekseren 377 bevirker, at der ved tilførsel af en nultilstand til A-terminalen overføres signalet på O-indgangsterminalen til udgangsterminalen for ledningen 379. En 1-tilstand tilført A-terminalen forbinder signalet på 1-indgangen til udgangsledningen 379. Det på låsekredsen 295's(fig. 3G) udgang Q_ fremkomne signal, der repræsenterer refraktærregulerings- I

° i signalet, bestemmer derfor, om refraktærperioden for kredsen er 150,14 millisekunder, som bestemt af signalet på ledningen 373 eller 337,83 millisekunder, som bestemt af signalet på ledningen 374. Udgangssignalet fra multiplekseren 377 på ledningen 379 føres til en inverterende NAND-kreds 45, hvis udgang er forbundet til tilbagestillingskredsen 41 for asynkrongeneratoren og til den ene af terminalerne for NAND-kredsen 40 på indgangen af reguleringstælleren 38. i I drift og efter at tælleren 38 er tilbagestillet, begynder den at tælle takt- | impulser tilført dens taktindgang igennem NAND-kredsen 40. Når den når det for- ' udbestemte talte antal på den valgte udgangsledning 373 eller 374, frembringes ' i der et udgangssignal på ledningen 379 til den inverterende NAND-kreds 45, j hvorved der frembringes en tilstandsændring på udgangsledningen 382 fra en ! normal høj tilstand til en lav tilstand. Efter tilstandsændringen på ledningen j 382 er NAND-kredsen 40 afskåret fra at lade yderligere taktimpulser passere i til tælleren 38, hvorved dennes tælling standses. Reguleringstælleren 38 er | derfor bragt til at afbryde sin tælling, indtil den tilbagestilles af en i det | følgende modtaget impuls fra R-bølgeforstærkeren 32. j

Foruden de på terminalerne Qg, Qy og frembragte udgangssignaler ' fremkommer der et udgangssignal på terminalen af tælleren 38, hvilket signal ' overføres til tilbagestillekredsen 41 for asynkrongeneratoren, som beskrevet umiddelbart nedenfor.

DK 151935B

21

Tilbagestillekredsen 41 for asynkrongeneratoren indbefatter to kipkoblinger 384 og 385 af D-typen. Kipkoblingen 384's D-indgang er forbundet til høj tilstand, og Q-udgangen herfra er forbundet til kipkoblingen 385's D-indgang. Kipkoblingen 385's Q-udgang er forbundet til tilbagestilleterminalen på kipkoblingen 384, og Q-udgangen fra kipkoblingen 385 repræsenterer udgangssignalet fra tilbagestillekredsen 41 for asynkrongeneratoren, hvilket signal skal overføres til den ene indgang på NAND-kredsen 30 (fig. 5B). NAND-kredsen 45's udgangssignal på ledningen 382, der repræsenterer det valgte refraktær-periodesignal, tilføres taktindgangen på kipkoblingen 384. Udgangssignalet på tællerens terminal tilføres taktindgangen på den anden kipkobling 385.

Efter at reguleringstælleren 38, når pacemakeren er i funktion, er tilbagestillet, begynder den således sin tælling og når først et antal, der frembringer et udgangssignal på terminalen Q^, således at den høje tilstand på D-indgangen heraf taktes igennem til D-indgangen på kipkoblingen 385.

Når tælleren 38 dernæst når tællingen på den valgte udgang på ledningen 373 eller ledningen 374, tilføres der en taktimpuls til taktindgangen på kipkoblingen 385, hvorved der frembringes en tilstandsændring på dennes udgange, idet Q-udgangen skifter fra lav til høj tilstand og Q-udgangen skifter fra høj til lav tilstand. Ændringen i udgangssignal fra høj til lav tilstand på Q-udgangen, der tilføres NAND-kredsen 30 (fig· 5B), definerer tilbagestillesignalet til afgivelse til asynkronintervalgeneratoren 15 (fig. 5B).

Det vil således indses, at hvis et tilbagestillesignal modtages på tælleren 38's tilbagestilleterminal, før den når tællingen på den valgte udgangs ledning 373 eller 374, vil tælleren tilbagestilles til at begynde sin tælling fuldstændig forfra uden at frembringe en udgangsimpuls fra kipkoblingen 385. Denne tilbage-stillings tilstand kan forlænges i det uendelige, hvis f. eks. et forstyrrende signal bringes til kontinuerligt at tilbagestille tælleren 38 indenfor den refrak-tærperiode, der er bestemt af hovedparameterregulatoren 150. Efter at den forudbestemte tælling er nået, frembringer kipkoblingen 385, der forud er blevet "væbnet" med signalet på terminalen Q^ af tælleren, imidlertid et tilbagestillesignal på udgangsterminalen Q fra kipkoblingen 385.

På dette punkt skal det bemærkes, at dannelsen eller ikke-dannelsen af et tilbagestillesignal fra tilbagestillekredsen 41 for asynkrongeneratoren regulerer demand-funktionen af det samlede pacemaker-kredsløb 10. Hvis der således eksempelvis intet tilbagestillesignal dannes, tillades asynkronintervalgene ratoren 15 at tælle kontinuerligt, hvorved der frembringes stimulationssignaler med den forudbestemte valgte hyppighed.

Der findes en NAND-kreds 387, hvis udgang er forbundet til tilbagestille- 22

DK 151935 B

terminalen på kipkoblingen 385. Den ene indgang på NAND-kredsen 387 er forbundet til en inverteringskreds 216 (se fig. 3A). Den anden indgang til NAND-kredsen 387 er forbundet til udgangen Q (FF) på D-kiokobiingen 292 ffig. 3C). Hvis reed-kobleren 215 (fig. 3A) således lukkes på grund af f. eks. nærheden af en magnet til prøveformål eller andre formål, frembringes der en høj udgangstilstand af NAND-kredsen 387 til kontinuert tilførsel af en tilbagestillingsspænding til kipkoblingen 385, hvorved dannelsen af tilbagestillingsimpulser hæmmes, således at pacemaker-kredsen 10 bringes til at fungere asynkront. Endvidere vil tilstedeværelsen af et O-signal på udgangen Q (FF) af kipkoblingen 292 ligeledes frembringe en konstant tilbagestillingsspænding på udgangen af NAND-kredsen j 387, hvorved pacemaker-kredsen 10 begrænses til asynkron drift eller drift med fast hyppighed.

Tilbagestillesignalet fra tilbagestillingskredsen 41 for asynkrongeneratoren, der tilføres NAND-kredsen 30, som beskrevet ovenfor, overføres igennem en ledning 388 til en tilbagestilleterminal for asynkronintervalgeneratoren 15 (fig. 5B). Asynkronintervalgeneratoren 15, der er af den type, som på engelsk benævnes en "ripple carry counter", modtager taktimpulser på ledningen 14 til ' taktterminalen til frembringelse af udgangssignaler på forskellige udgangsterminaler herpå. I det viste udførelseseksempel afledes udgangssignalerne eksempelvis fra terminalerne Udgangssignalerne selv er logiske kombinationer af valgte udgange, idet valget af en af disse kan benyttes til bestemmelse af pacemaker-kredsen 10's asynkronintervalhyppighed. Nærmere bestemt kombineres udgangssignalerne fra Qy-sQg- og Q^Q-terminalerne på tælleren 15 af en AND-kreds 390 til frembringelse af en ændring i udgangstilstanden efter omkring 489,41 millisekunder. Udgangssignalet fra AND-kredsen 390 føres til indgangen 7 på en multiplekser 391. Udgangssignalerne på terminalerne Qg, Qg, Qg og kombineres af en AND-kreds 393 til frembringelse af en ændring i udgangstilstand efter tilnærmelsesvis 544,29 millisekunder. Udgangen fra AND-kredsen 393 er i forbundet til indgangsterminalen 6 på multiplekseren 391. Udgangsterminalen Q^ fra tælleren 15 er forbundet direkte af en ledning 394 til indgangen 5 på multiplekseren 391 og frembyder et signal, der ændrer tilstand efter tilnærmelsesvis 600,58 millisekunder. Udgangsterminalerne Qg og kombineres af en AND-kreds 395, hvis udgang er forbundet til indgangsterminalen 4 på multiplekseren 391, og som frembringer en tilstandsændring efter tilnærmelsesvis 675,66 millisekunder. Udgangsterminalerne Qg og Q^ kombineres i AND-kredsen 396, hvis udgang er forbundet til indgangsterminalen 3 på en multiplekser 391 til frembringelse af en tilstandsændring efter omkring 750,73 millisekunder. Terminalerne Qg, Qg og Q kombineres i AND-kredsen 397, hvis udgang er forbundet til i 23

DK 151935 B

indgangsterminalen 2 på multiplekseren 391 og frembringer en tilstandsændring efter omkring 825,81 millisekunder. Terminalerne Qg, og Q kombineres i en AND-kreds 398, hvis udgang er forbundet til terminalen 1 på multiplekseren 391, og som frembringer en tilstandsændring efter omkring 975,96 millisekunder. Endelig er udgangsterminalen forbundet direkte til indgangstermi nalen 0 på multiplekseren 391 igennem ledningen 399, og der frembringes en tilstandsændring efter omkring 1201,17 millisekunder.

Reguleringsterminalerne A, B og C på multiplekseren 391 er forbundet til tre tilsvarende hyppighedsreguleringsterminaler, Q^, Qg og Qy (KK, LL, MM) på låsekredsen 295 (se fig. 3C). Reguleringssignalerne, som bestemmer hvilke af indgangene 0-7, der er forbundet til udgangsledningen 400, er i overensstemmelse med nedenfor anførte sandhedstabel følgende: ABC UD.

0 0 0 0 0 0 1 1 0 10 2 0 113 10 0 4 10 1 5 110 6 1117

Udgangstiden på en af de forskellige multipleksledninger vælges således af et logisk signal på indgangsterminalerne af multiplekseren, og pacemakerkredsen 10's asynkronhyppighed kan derfor vælges blandt enhver af de i det foregående anførte tider.

Udgangssignalet på ledningen 400 fra multiplekseren 391 overføres til breddereguleringskredsen· 17 på følgende måde. Breddereguleringskredsen 17 indbefatter to J-K master-slave kipkoblinger 402 og 403. Kipkoblingen 402’s J-indgang er forbundet til høj, og K-indgangen er forbundet til lav. Kipkoblingen 402's Q- og Q-udgange er forbundet henholdsvis til J- og K-indgangene på kipkoblingen 403. Kipkoblingen 403's Q-udgang er forbundet til tilbagestilleter-minalen på kipkoblingen 402, og Q-udgangen på kipkoblingen 403 udgør udgangen fra breddereguleringskredsen 17. Signalet på ledningen 400 fra multiplekseren 391 udgør taktsignalet til kipkoblingen 402,der ved forekomst af dette frembringer en høj tilstand på udgangen Q og en lav tilstand på udgangen Q. Udgangen fra en breddebestemmende multiplekserkreds (beskrevet nedenfor) er forbundet til 24

DK 151935 B

taktindgangen på kipkoblingen 403 til taktning af indgangssignalet på J-K-termi-nalerne til udgangsterminalerne Q og Q. Nærmere bestemt modtager multiplekseren 405 et første sæt delte taktimpulser fra ledningen 14 på O-indgangsterminalen. Endvidere modtager den et andet sæt delte taktimpulser med en anden delt frekvens fra kipkoblingen 204 (fig. 3A) fra ledningen 208 (BB) på 1-indgangsterminalen. Reguleringsterminalen A modtager sit indgangssignal fra breddereguleringssignalet på Q-udgangen (EE) fra D-kipkoblingen 290 (fig. 3C). Afhængigt af om signalet på reguleringsterminalen er højt eller lavt bestemmes således, om taktimpulserne på indgangsterminalerne 0 og 1 tilføres udgangsterminalen på ledningen 406 til j afgivelse til taktterminalen på kipkoblingen 403. Det vil ses, at valget af takt- ! impulser med den lavere frekvens frembringer en længere ændring i tilstand på udgangen Q af kipkoblingen 403, end taktimpulser med højere frekvens på indgangsledningen 0 på multiplekseren 405, hvorved der tilvejebringes mulighed for regulering af bredden af den stimulationsimpuls, som pacemakeren frembringer. Udgangssignalet fra kipkoblingen 403 på Q-udgangen overføres ad ledningen 408 til tilvejebringelse af drivsignalet til impulsgeneratorkredsen 21 (fig. 1 og 4). Kipkoblingen 403’s udgang på Q-terminalen er yderligere forbundet til den ene af indgangene på NAwD-kredsen 30 til dannelse af et yderligere tilbagestillesignal til asynkronintervalgeneratoren 15. Ved dannelsen af et asynkronsignal tilbagestilles asynkronintervalgeneratoren således til reinitiering af dens tidsgivning for de næste efterfølgende asynkronintervaller.

Det eksterne reguleringsorgan, der er angivet med det generelle henvisningstal 500, til dannelse og transmission af adgangskoden og impulserne til bestemmelse af parametrene for pacemakeren 10, som beskrevet ovenfor, er vist i detaljer i fig. 6A, 6B, 6C og 6D. Forbindelserne mellem figurerne er angivet med tilsvarende bogstaver. Til forskel fra det ovenfor under henvisning til fig. 1-5 beskrevne kredsløb for den implanterbare pacemaker 10 er det i fig. 6A-6D viste kredsløb, som det vil fremgå, udformet med et jordniveau, der betegner et 0 eller en lav 1 logisk tilstand og et +v, der repræsenterer en høj logisk tilstand eller 1.

Det eksterne reguleringsorgan 500 indbefatter fire hoveddele, der hver er indrammet med stiplet linie. En oscillatordel 501 (fig.6B) frembringer takt- j impulser til den resterende del af det eksterne reguleringsorgans kredsløb. Generatoren 502 (5B) for adgangskode frembringer en særlig følge af adgangsimpulser i til hovedparameterreguleringskredsen 150 (fig. 1 og 3A-3C). En parameterkode- j i generator 503 (fig. 6C) frembringer et regulerbart antal impulser, idet hvert antal svarer til et individuelt sæt valgbare pacemakerparametre. Endelig frembringer en impulsudgangskreds 504 (fig. 6D) elektromagnetiske impulser til trans- i mission til hovedparameterregulatoren i overensstemmelse med adgangskodegeneratoren 502 og den af parameterkodegeneratoren 503 frembragte parameterkode.

DK 151935B

25

Taktimpulsgeneratoren 501 (fig. 6B) aktiveres nærmere bestemt ved lukning af kobleren 507 (fig. 6A). Kobleren 507 frembringer, når den bevæges fra en øvre position 508 til en nedre position 509, en ændring fra en lav til en høj tilstand på udgangsledningen 510 fra en prelfri kontaktkreds, der generelt er angivet med henvisningsnummer 512. Ved kobleren 507's tilbagevenden til den øvre position 508 ændres tilstanden på ledningen 510 fra høj.til lav, hvorved en monostabil multivibrator 515 aktiveres, hvilken multivibrator som nedenfor beskrevet frembringer et tilbagestillesignal på ledningen 525 til de forskellige kredsløbselementer i reguleringsorganet og en efterfølgende startimpuls.

Den prelfri kontaktkreds 512 indbefatter to NAND-kredse 516 og 517 samt den monostabile multivibrator 515, der er forbundet, så at den ikke kan gentrigges, efter at det indledende triggersignal er modtaget.

NAND-kredsen 516’s ene indgang er igennem en modstand 519 forbundet til en positiv terminal 520 til fastlæggelse af en normal høi tilstand herpå. Denne terminal er yderligere forbundet til startkobleren 507’s øvre terminal 508. NAND-kredsen 516’s anden indgang er forbundet til NAND-kredsen 517’s udgang.

På lignende måde er den ene indgang af NAND-kredsen 517 forbundet ved hjælp af en modstand 521 til en positiv terminal 520 og yderligere til den nedre terminal 509 på kobleren 507. NAND-kredsen 517’s anden indgang er forbundet til NAND-kredsen 516's udgang. NAND-kredsen 517's udgang er kredsløbets udgang og er forbundet til den monostabile multivibrator 515.

Som vist aktiveres den monostabile multivibrator 515 af en negativt gående impuls (d.v.s. en impuls, der skifter fra høj til lav tilstand). Ved forekomst af en sådan tilstandsændring ændres udgangen Q fra lav til høj tilstand, hvor den forbliver i en tidsperiode, som afhænger af værdien af en modstand 523 og en kondensator 524, der er forbundet fra RC-terminalen til henholdsvis R-og C-ter-minalerne.

R-terminalen er forbundet til den positive terminal 520. Den positive triggerindgang er forbundet til Q-udgangen til muliggørelse af den monostabile multivibrator 515's (negativt gående) bagflanketrigning med ikke-gentrigning, som nævnt.

Det vil derfor indses, at der ved tilførsel af et negativt gående signal på multivibratoren 515's triggerindgang vil ske det, at Q-udgangen skifter fra lav til høj tilstand, hvorunder et tilbagestillesignal afgives til de forskellige kredsløbskomponenter på ledningen 525 som beskrevet nedenfor til tilvejebringelse af en indledende starttilstand herfor. F.fter at udgangen Q fra multivibratoren 515 er forblevet i den høje tilstand i den tid, der bestemmes af den af kondensatoren 524 og modstanden 523 fastlagte tidskonstant, ændrer den tilstand fra høj til lav. Denne tilstandsændring trigger en anden monostabil multi- 26

DK 151935 B

vibrator 527 (fig. 6B) , der frembringer et signal til en J-K master-slave kipkobling 528, der tjener som startlåsekreds.

Den monostabile multivibrator 527 er på lignende måde forbundet til den monostabile multivibrator 515 til trigning med en negativt gående impuls, der tilføres minustriggerindgangen i en tidsperiode, som defineres af RC-tidskon-stanten for kondensatoren 530 og modstanden 531, der er forbundet fra RC-terminalen til henholdsvis C og R-terminalerne. Endvidere er R-terminalen forbundet til en positiv terminal 520. Den positive triggerindgang er forbundet til Q-udgangen til tilvejebringelse af den monostabile multivibrator 527's ikke-gentrigningsevne.

Kipkoblingen 528*s .T-K-indgange er forbundet til lav, sammen med taktindgangen. Udgangen fra den monostabile multivibrator 527 er forbundet til stilleterminalen, og udgangssignalet afledes fra Q-terminalen. Tilbagestille-terminalen er forbundet til udgangen af en impulsgenerator 532, der frembringer en impuls efter afslutning af impulsdannelsessekvensen for reguleringskredsen 500, som beskrevet nedenfor i detaljer. Udgangssignalet på terminalen Q på kipkoblingen 528 tilvejebringer et aktiveringssignal på ledningen 534 til taktimpulsgeneratoren , 501.

Taktimpulsgeneratoren 501 indbefatter en 14-trins ("ripple carry ") ' binær tæller/divisor og oscillator 536, en dekadetæller 537 og tre NAND-kredse 539, 540 og 541. Oscillator/tælleren 536 og dekadetælleren 537 har hver deres tilbagestilleterminaler forbundet til tilbagestilleledningen 525, som beskrevet ovenfor. Oscillator/tælleren 536's takt-og inverterede taktterminaler ( 0 og ø) er indbyrdes forbundet af en serieforbindelse af en kondensator 543, en fast modstand 544 samt en variabel modstand 545. En anden fast modstand 547 er forbundet fra fællespunktet for kondensatoren 543 og modstanden 544 til den ene indgang på NAND-kredsen 539. NAND-kredsen 539’s anden indgang er forbundet til udgangen af startlåsekipkoblingen 528 med ledningen 534. Oscillator/tælleren 536’s udgang Qg er forbundet til en inverterende NAND-kreds 540 til tilvejebringelse af taktimpulser til adgangskodegeneratoren 520, som beskrevet nedenfor.

Den fra oscillator/tælleren 536's terminal Qg afledte frekvens svarer til den indre taktfrekvens for pacemakeren, hvormed de modtagne adgangs- og parameterreguleringskoder taktes ind i de forskellige registre. Denne taktfrekvens afledes fra tælleren 259’s (fig. 3B) Q^-udgang.

Terminalen Qg er forbundet med taktindgangen på dekadetælleren 537 og den ene indgang på NAND-kredsen 541. Udgangssignalet fra NAND-kredsen 541, der repræsenterer de på oscillatoren 536's Qg-terminal fremkomne taktimpulser, er ført til den ene indgangsterminal på NAND-kredsen 577 (fig. 6C) samt til takt

DK 151935B

27 indgangen på tælleren 558 (fig. 6C). Dekadetælleren 537's "e^-termir.^i er forbundet til taktaktiveringsindgangen for derved at hæmme dekadetælleren 537's tælling efter at tallet "6” er nået. Tælleren 537's "6"-terminal er ligeledes forbundet til en anden indgang på NAND-kredsen 541 og til forskellige stille-og tilbagestilleterminaler på parameterkodegeneratoren 503 (fig- 6C), som beskrevet nedenfor.

Under drift vil taktimpulsgeneratoren 501 frembringe impulser, sålænge signalet på ledningen 534 er i høj tilstand. Når signalet på ledningen δ"*Λ imidlertid er i lav tilstand, kan taktindgangssignalet til tæller/oscillatoren 536 ikke variere , hvorved dannelsen af udgangsimpulser standses. Dekadetælleren 537 tjener til kobling mellem adgangskodegeneratorens udgang 502 (fig· 6B) efter, at adgangskoden er dannet og afgivet til udgangen til parameterkodegeneratoren 503’s (fig. 6C)udgang til efterfølgende afgivelse til udgangen. Dette opnås ved hjælp af NAND-kredsen 541, der tjener til at vælge mellem udgangen fra adgangskodegeneratoren og den følgende parameterkodesekvens. Før.det tidspunkt, hvor tælleren 537 når indholdet "6", er indgangen til NAND-kredsen fra tælleren 537's "6"-udgang således i en lav tilstand, hvorved der sker en hæmning af passagen af taktimpulserne på ledningen fra oscillatoren 536. Indgangssignalet til NAND-kredsen 555 forbliver derfor på grund af parameterkodesekvensen i høj tilstand, således.at kun .den af adgangskodegeneratoren 502 dannede adgangskode tillades at overføres til udgangsledningen 556. Når tælleren 537 når tallet "6", tillades det, at de af oscillatoren 536 til ledningen Q_ frembragte takt- y impulser passerer NAND-kredsen 541 til overførsel til udgangsledningen 556 igennem NAND-kredse 577, 578 (fig. 6C) og 555 (fig. 6B). Den høje tilstand på tælleren 537's "6"-udgang frembringer kontinuert en tilbagestilletilstand på kipkoblingen 551 i adgangskodegeneratoren 502 til frembringelse af en kontinuert høj tilstand på dennes Q-udgang, således at parameterkodesekvensen tillades at passere NAND-kredsen 555, som beskrevet nedenfor.

Adgangskodegeneratoren 502 indbefatter tre J-K master-slave kipkoblinger 550, 551 og 552. Kipkoblingen 550's J- og K-indgange er forbundet til kipkoblingen 552's Q-udgang. Kipkoblingen 550's Q- og Q-udgange er henholdsvis forbundet til kipkoblingen 551's J- og K-indgange, og kipkoblingen 551's Q- og Q-udgange er igen forbundet til henholdsvis kipkoblingen 552's J- og Q-indgang. Kipkoblingerne 550 og 552's tilbagestilleterminaler samt kipkoblingen 551's stilleterminal er forbundet til tilbagestilleledningen 525. Kipkoblingerne 550 og 552's stilleterminaler samt kipkoblingen 551's tilbagestilleterminal er forbundet til dekadetælleren 537's "6"-udgang. Adgangskodegeneratorens udgangssignal udtages fra kipkoblingen 551's Q-terminal, Under drift initialiseres adgangskodegeneratorens kipkoblinger 550-552 således af signalet på tilbagestille-

DK 151935B

28 ledningen 525. Ved modtagelse af taktimpulser fra taktimpulsgeneratoren 501 vil kipkoblingen 551's udgang Q frembringe følgende logiske sekvens: 1000010 med en frekvens, der er det halve af Qg-udgangssignalet fra oscillator/tælleren 536 (med samme frekvens som Q0).

y

Kipkoblingen 551’s Q-udgang er forbundet til den ene indgang på en NAND-kreds 555. Under forudsætning af, at den anden indgang på NAND-kredsen 555 er i høj tilstand (hvilket den er,indtil dekadetælleren 537’s "6"-indhold nås, som det fremgår af det følgende) vil det inverterede udgangssignal på ledningen 556 således være: 1000010, hvilket geninverteres af transmissionsspolen, som beskrevet nedenfor.

Som ovenfor omtalt frembringer impulsgeneratoren 151 for enkeltimpulser (fig. 3A) i hovedparameterreguleringskredsen 150 kun en udgangsimpuls ved ændring i indgangstilstanden fra lav til høj tilstand. Den kode, der dannes af enkelt-impulsgeneratoren som svar på et transmitteret digitalt signal af formen 01100010, er derfor 1000010. Dette er den nøjagtige kode, som genkendes af adgangskodegenkendelseskredsen 270 (fig. 3B).

Parameterkodegeneratoren 503 (fig. 6C) indbefatter en tolvtrinstæller 558, af den type, der på engelsk benævnes en'"ripple carry counter", fire BCD til decimal afkodere 559, 560, 561 og 562, to inverterende NAND-kredse 564 og 565, en NAND-kreds 566, der er i stand til at sammenligne mindst seks indgange, og en J-K master-slave kipkoblingen 567. Nærmere bestemt modtager tælleren 558 taktimpulser fra udgangen af NAND-kredsen 541 (fig.6B) i form af den taktfrekvens, . . . 9 der er frembragt af oscillatoren 536, divideret med 2 . Tilbagestilleterminalen er forbundet til tilbagestilleledningen 525, og Q-^Q-q er forbundet til den eksternt regulerede parametervalgkreds, som beskrevet nedenfor. Q-^-udgangen er forbundet til en hovedstoplåsekreds 532, som nævnt ovenfor, til standsning af oscillatoren efter afslutning af parameterkodetællingen. Nærmere beskrevet er tælleren 558's Qj- og (^-udgange forbundet til A- og B-indgangene til BCD til decimalafkoderen 559.C- og D indgangene til BCD til decimalafkoderen 559 er forbundet til en jordterminal til frembringelse herved af en lav tilstand derpå.

En firestillingskobler 570 har hver af sine fire terminaler forbundet til 0-, 1-, 2- og 3-terminalerne på BCD til decimalafkoderen. Kobleren 570’s arm er forbundet til en af indgangene på NAND-kredsen 566 med seks indgange.

Tælleren 558’s udgange og er forbundet til henholdsvis indgangsterminalerne A og B på BCD til decimalafkoderen 560. C- og D-j.ndgangene er forbundet til jord eller lav tilstand. 0-, 1-, 2- og 3-udgangene fra BCD til decimalafkoderen 560 er forbundet til de respektive terminaler på en firestillingskobler 571. Kobleren 571*s arm er forbundet til en anden indgang på NAND-kredsen 566 med seks indgange. Udgangsterminalerne Q^-Qg er forbundet til de tilsvarende 29

DK 151935 B

indgange A-D på BCD til decimalafkoderen 561. Udgangene 0-7 på BCD tal decimalafkoderen er forbundet til respektive terminaler på en kobler 572 med otte stillinger, hvis arm også er forbundet til en indgang på NAND-kredsen 566 med seks indgange. Tælleren 558's udgangsterminal Qq er forbundet til A-indgangen på BCD til decimalafkoderen 562, og indgangene B-D til BCD til decimalafkoderen 562 er forbundet til jord eller til lav tilstand. Udgangene 0-3 fra BCD til decimalafkoderen 562 er forbundet til respektive kontakter i en kobler 573 med fire terminaler, hvis skiftearm er forbundet til den ene af indgangene til NAND-kredsen 566 med seks indgange. Tælleren 558's udgang er forbundet til en indgang på en inverterende NAND-kreds 564 (der blot er vist skematisk som en inverteringskreds) og til den ene terminal på en kobler 574 med to stillinger. Den inverterende NAND-kreds 564's udgang er forbundet til den anden terminal på kobleren 574. Kobleren 574's skiftearm er forbundet til en anden indgang på NAND-kredsen 566 med seks indgange. Endelig er tælleren 558's udgang forbundet til indgangene på en inverterende NAND-kreds 565 (der blot er vist som en inverteringskreds) og til den ene terminal af en kobler 575. Den inverterende NAND-kreds 565's uagang er forbundet til den anden terminal på en kobler 575 med to stillinger. Kobleren 575's skiftearm er forbundet til en sjette indgang på NAND-kredsen 566 med seks indgange.

Udgangsterminalen fra NAND-kredsen 566 med seks indgange er forbundet til en taktterminal på J-K kipkoblingen 567. Kipkoblingen 567’s J- og K-terminaler

•V

er forbundet til henholdsvis lav og høj tilstand, og udgangssignalet afledes fra Q-terminalen, der er forbundet til en indgang på NAND-kredsen 577.

Tælleren 558's Q^-udgang er forbundet til en multivibratorhovedstoplås 532 (fig. 6B).

Under drift er de forskellige koblere 570-575 indstillet til at svare til et forudbestemt sæt funktionsparametre for pacemakeren. For eksempel repræsenterer kobleren 570 i det viste udførelseseksempel pacemakerens sensitivitetsparameter, og den kan indstilles til at svare til enten 0-, 1-, 2- eller 3-udgangsterminaler-ne på BCD til decimalafkoderen 559. På lignende måde kan koblerne 571, 572 og 573 indstilles til de respektive terminaler af BCD til decimalafkoderne 560, 561, og 562 til fastlæggelse af amplitude, hyppighed og refraktærperiode for pacemakeren efter ønske. Koblerne 574 og 575 kan indstilles til fastlæggelse af den ønskede bredde og funktionsform for pacemakeren. Når hver af udgangsterminalerne Q^-Q frembyder en tilstand svarende til det valgte decimaltal (0-3 for kobleren 570, 0-3 for kobleren 571, 0-7 for kobleren 572, 0-3 for kobleren 562, til eller fra for kobleren 574 eller til og fra for kobleren 575), vil alle NAND-kredsen 566's indgange være i høj tilstand, hvorved der frembringes en lav tilstand på udgangen af NAND-kredsen 566. Eftersom taktimpulserne på taktudgangsterminalen for 30

DK 151935 B

oscillatoren 536 tilføres udgangsledningen 556 igennem NAND-kredse 577, 578 og 559, frembringes der samtidig det decimale ækvivalente antal impulser på udgangsledningen 556. Ved fremkomsten af den følgende taktimpuls vil udgangstilstandene Q^-Q.^ ikke være sammenfaldende med de valgte parametre som bestemt af positionerne af de tilsvarende koblere 570-575. Udgangssignalet fra NAND -kredsen 566 vil derfor skifte fra lav til høj og derved frembringe en lav tilstand på kipkoblingen 567's Q-terminal. Tilført NAND-kredsen 577 forhindrer denne lave tilstand yderligere transmission af taktimpulserne fra oscillatoren 536's udgang Qg. Antallet af impulser, der afgives til ledningen 556, svarer derfor til en entydig kombination eller et entydigt sæt af ønskede driftsparametre for pacemakeren.

Når tælleren 558 når det tal, der frembringer en høj tilstand på udgangen Q^2 trigges den monostabile multivibrator 532 (fig. 6B) til frembringelse af et tilbagestillesignal på sin Q-udgangsledning, hvilket signal tilføres tilbagestille-terminalen på startlåsekipkoblingen 528 (fig. 6B). Ved fremkomst af tilbagestil-lesignalet ændres kipkoblingen 528's Q-udgangssignal fra høj til lav tilstand, hvorved yderligere funktion af oscillatoren 536 (fig. 6B) hæmmes. Den monostabile multivibrator 532 (fig. 6B) er forbundet til ved trigning på en positivt gåeTtde impuls at frembringe en impuls med en bredde, der bestemmes af størrelsen af kondensatoren 580 og modstanden 581, der er forbundet mellem R- og RC-termi-nalerne og en høj tilstand som vist. Q-udgangssignalet er forbundet til den negative trigger til frembringelse af en ikke-gentrigbar tilstand for trigning på en positivt gående flanke.

Under henvisning til fig. 6D afgives adgangs- og parameterkoderne sekvensielt af ledningen 556 til et par Darlingtonkoblede transistorpar 583 og 584 til forstærkning og overførsel til en spole 586, der danner et elektromagnetisk felt. Spændingen til spolen 586 reguleres af en spændingsreguleringskreds 587 og dennes tilhørende eksterne dele. Under drift er spolen 586, der frembringer det elektromagnetiske felt, således placeret nær ved kroppen af pacemaker-kredsen 10's bærer. Ved aktivering af startkobleren 507 (fig. 6A) dannes adgangskoden og den følgende parameterkode, og disse afgives i rækkefølge til spolen 586 til dannelse af et elektromagnetisk felt i overensstemmelse med denne sekvens. Det elektromagnetiske felt detekteres af reed-kobleren 215 (fig. 1 og 3A) til regulering af pacemakeren 10 på den ovenfor beskrevne måde.

Til sikring af at reguleringskredsen 500 fungerer korrekt er en npn-tran-sistor 589 forbundet mellem en positiv spændingsterminal 590 (der kan være afledt fra spændingsreguleringskredsen 587 som vist) og jord. En lysemitterende diode 592 og en ko1lektormodstand 593 er serieforbundet mellem den positive ledning 590 og transistoren 589's kollektor. Transistoren 589’s emitter er forbundet til jordpotential, og transistoren 589's basis er forbundet til kipkoblingen 528's Q-udgang Når kipkoblingen 528's Q-udgang således skifter fra

DK 151935B

31 lav til høj tilstand, forspændes basis-emitterovergangen for transistoren 589 i gennemgangsretningen, således at der muliggøres ledning gennem den lysemitteren-de diode 592 til frembringelse af en visuel angivelse af kredsens funktion.

De ovenfor beskrevne kredsløb kan realiseres med følgende specielle komponenter. De nedenfor anførte komponenter er kun angivet som eksempler, eftersom der med lige så stor fordel kan bruges andre komponenter, som det vil være klart for fagmanden.

Integrerede kredse (RCA-type)

Komponent Betegnelse 200 CD 4047 203,235,276 280,402,403, 528,550,551, 552,567 CD 4027 204,221,220 240,241,290 292,300,301, 384,385 CD 4013 15,38,222 ' v 258,259,291, 558 CD 4040 165 CD 4015 295 MC 14508 332 CA 3093 333,343,359, 362 CD 4016 377,391,405 CD 4051 515,527,532 MC 14528 536 CD 4060 537 CD 4017 559,560,561, 562 CD 4028 32

DK 151935 B

Port- og inverteringskredse (RCA-type)

Komponent Betegnelse 30,40,45 156,170,174, 358,327,387, 516,517,539, 540,541,555, 564,565,577, 578 CD 4011 216,272,273, 274 CD 4069 180,223,260, 376,390,393, 395,396,397, 398 CD 4081 172,566 CD 4068 356,370,371 CD 4007

Transistorer

Komponent Betegnelse 356 (se portkreds 356) 310,311,589 2N2222

Dioder

Komponent Betegnelse 213 IN 4623 361 5082-2835 344,364 IN 3070

324 . IN 756A

Modstande

Nummer Værdi 212 2 Mohm (variabel) 365 3.9 Mohm 355 10 Mohm 352,519,521 1 Mohm 33

DK 151935 B

Nummer Værdi 353 400 kohm 346 22 kohm 349 6,8 Mohm 340 51'kohm 322 30 kohm 318,320 4,7 kohm 326,329 130 kohm 316,594 10 kohm 330 68 kohm 523,531 200 kohm 593 1 kohm 547 75 kohm 544 1,1 kohm 545 10 kohm (variabel)

Kondensatorer

Nummer ' Værdi 211 100 pfarad 350 50 pfarad 341 0,1 /pfarad 347 0,22 ^/farad 313,314 39/iarad 524,530 0,01 y^arad 543 820 pfarad

Claims (8)

1. Implanterbar hjerte-pacemaker (10) til forbindelse med hjertekontaktelektroder (11), indeholdende midler (12) til frembringelse af flere tidsimpulser inden for et normalt hjerteslagsinterval, trigbare midler (21) til frembringelse af hjertestimulationsimpulser til tilførsel til hjerteelektroderne, midler (15) til tælling af tidsimpulser for et stimulationsinterval og til derefter at afgive en triggeimpuls til de sti-mulationsimpulsfrembringende midler (21), midler (38) til tælling af tidsimpulser for et refraktærinterval, midler (32) til detektering af signaler på hjerteelektroderne (11) -og til frembringelse af et heraf afhængigt signal til genstart af tællingen i refraktærinterval-tællemidlerne (38), midler (41), der reagerer over for det detekterede hjerteelektrodesignal efter refrak-tærintervaltællingen til tilbagestilling af stimulationsinterval- te^llemidlerne (1.5) , externt styrbare midler til uafhængig indstilling af stimulationsimpulskredsen. (17), stimulationsimpulsamplituden (24), refraktærintervaltællingen (43), stimulationsimpulsintervallet (16), detekteringsmidlernes følsomhed (35) og stimulationsimpulstællerens (50) tilbagestilling, kendetegnet ved lagermidler (184) til lagring af en række af funktionsparameterstyresignaler før deres udøvelse til styring af de uafhængige indstillingsmidler (17, 24, 43, 16, 35, 50), samt midler (EE-NN), der forbinder lagermidlerne (184) til indstillingsmidlerne (17, 24, 43, 16, 35, 50), til udøvelse af funktionsparametersignalerne i lagermidlerne, så funktionsparametrene styres af disse signaler.

2. Hjerte-pacemaker ifølge krav 1, kendetegnet ved midler (503) til frembringelse i afstand fra pacemakeren af et unikt parameterbestemmende signal, der unikt identificerer et valgbart sæt af pacemakerfunktionsparametre, midler (586) til overføring af dette signal til pacemakeren, samt midler (150) i pacemakeren til modtagelse af dette signal og til frembringelse af rækken af funktionsparameterstyresignaler til lagring i lagermidlerne (184).

3. Hjerte-pacemaker ifølge krav 2, kendetegnet ved, at midlerne (503) til frembringelse af det parameterbestemmende signal indeholder midler (586) til frembringelse af DK 151935B elektromagnetiske impulser, og at midlerne (150) i pacemakeren til modtagelse af signalet indeholder en magnetisk aktiverbar reed-kobler (215).

4. Hjerte-pacemaker ifølge krav 2, kendetegnet ved, at midlerne til frembringelse af signalet indeholder midler (503, 504) til frembringelse af et valgbart antal elektromagnetiske impulser, hvis antal har korrelation til en forudbestemt unik række af pacemakerparametre.

5. Hjerte-pacemaker ifølge krav 2, kendetegnet ved en åbningskodedetekteringskreds (172, 174, 176), der reagerer overfor en forudbestemt række af signaler forud for det unikke parameterbestemmende signal og derved muliggør, at de nævnte styresignaler indføres i lagermidlerne (184) .

6. Hjerte-pacemaker ifølge krav 5, kendetegnet ved, at åbningskodedetekteringskredsen (172, 174, 176) alene er følsom for en forudbestemt åbningskoderække af signaler ved en bestemt frekvens.

7. Hjerte-pacemaker ifølge krav 6, kendetegnet ved, at åbningskoden omfatter både høje og lave logiktilstande.

8. Hjerte-pacemaker, ifølge krav 2, kendetegnet ved, at midlerne (503) til frembringelse af det parameterbestemmende signal indeholder en taktimpulsgenerator (501)vtil adskillelse af de parameterbestemmende signaler, og at den indeholder taktgeneratormidler (12, 162) til modtagelse af de parameterbestemmende signaler ved en sammenlignelig taktfrekvens .