DE3035732C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Registriergerät zum Speichern und Aus­ lesen von Herzaktionspotentialen und zum Überwachen der Funktion eines implantierbaren automatischen Herzrhythmuskorrekturgerätes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Registrier­ gerät dient dazu, Störungen der Herzfunktion betreffende Daten zu erfassen und für ein späteres Ablesen zu Speichern.

In der DE-AS 21 04 591 ist ein vollständig implantierbarer auto­ matischer Defibrillator angegeben, der Funktionsstörungen des Herzens, z. B. ein Kammerflimmern, erfaßt und zur Defibrillation automatisch einen oder mehrere energiereiche Stromstöße an das Herz abgibt. Die Herzfunktion des Patienten wird durch eine Ein­ richtung überwacht, die zwischen einer normalen und einer abnor­ malen Herzfunktion unterscheidet. Beim Erfassen eines abnormalen Zustandes, z. B. bei einem Flimmern, wird ein in dem Defibrilla­ tor befindlicher Speicherkondensator auf eine hohe Spannung auf­ geladen und danach unter Abgabe eines Defibrillationsstromstoßes in das Herz des Patienten entladen, es sei denn, daß das Herz innerhalb eines vorgewählten Zeitraumes schon wieder normal ar­ beitet. Wenn der erste Defibrillationsstromstoß die normale Herz­ funktion des Patienten nicht wiederherstellt, werden automatisch mehrere weitere Defibrillationsstromstöße abgegeben.

Ein Registriergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-OS 26 04 460 bekannt. Die vorbekannte Einrichtung dient zur Langzeitaufzeichnung von Herzaktionspotentialen. Sie eignet sich aufgrund ihrer kleinen Dimensionen für einen transportablen Einsatz am Patienten. Eine solche Langzeitüberwachung ist insbe­ sondere bei der Verwendung eines implantierbaren Herzrhythmus­ korrekturgerätes (Herzschrittmacher) notwendig oder für eine Überwachung des Krankheitsverlaufes oder der Rehabilitation von Herz- und Kreislauferkrankungen zweckmäßig. Dementsprechend ist die vorbekannte Vorrichtung auf die Überwachung eines implantier­ baren Herzrhythmuskorrekturgerätes (Herzschrittmacher) ausgelegt.

Aus der DE-OS 26 27 427 ist ein Herzüberwachungsgerät bekannt, bei dem eine Patientenwarnung im Zusammenhang mit dem Erfassen und Aufzeichnen anomaler Herzfunktionssignale auf einem außer­ halb des Körpers anzuordnenden Magnetband (Kassettenrecorder) vorgesehen ist. Das vorbekannte Gerät ist jedoch lediglich zu stationären Diagnosezwecken verwendbar, da das Vorhandensein eines externen Aufzeichnungsgerätes den Patienten in seiner Bewegungsfreiheit beeinträchtigt und überdies die vorgesehenen optischen und akustischen Funktionsstörungsanzeigen nur im Unter­ suchungslabor sicher erfaßt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Registriergerät nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 für die speziellen Verhältnisse eines Patienten mit implantierbarem Defibrillator anzupassen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Das implantier­ bare automatische Herzrhythmuskorrekturgerät ist ein Defibrilla­ tor. Das Registriergerät ist implantierbar ausgebildet. Der Defi­ brillator übermittelt das Steuersignal bei Auftreten eines Herz­ kammerflimmerns. Weiterhin ist eine implantierbare Warneinrich­ tung für den Patienten vorgesehen, die bei Auftreten des Herz­ kammerflimmerns ein erstes Warnsignal und nach dem Betrieb des Defibrillators ein zweites Warnsignal liefert. Das erfindungs­ gemäße Registriergerät ist dadurch an die speziellen Verhält­ nisse eines Patienten mit implantierbarem Defibrillator ange­ paßt. Es erzeugt ein Vorwarnsignal, das dem Patienten anzeigt, daß ein Kammerflimmern aufgetreten ist und eine Herzrhythmus­ korrektur versucht werden muß, so daß er geeignete Vorsichts­ maßnahmen treffen kann. Nach der Herzrhythmuskorrektur wird dem Patienten durch ein zweites Warnsignal angezeigt, daß eine Herz­ rhythmuskorrektur erfolgt ist und daß er möglichst bald den Arzt aufsuchen soll.

Das Registriergerät gemäß der Erfindung speichert auch während des Versuchs der Herzrhythmuskorrektur Herzstromdaten, an denen die Funktion des implantierten Defibrillators erkennbar ist. Die gespeicherten Daten können vom Arzt des Patienten abgerufen werden, beispielsweise wenn der Patient das Sprechzimmer des Arztes oder ein Krankenhaus oder dergleichen aufsucht; diese gespeicherten Daten erleichtern dem Arzt das Erkennen von Herz­ schäden des Patienten. Im Rahmen der Erfindung wird ferner eine implantierbare Warneinrichtung vorgesehen, die beim Erfassen eines Flimmerns den Patienten ein erstes Warnsignal liefert, damit der Patient geeignete Vorsichtsmaßnahmen ergreifen kann, um die mit einem Kammerflimmern verbundenen Gefahren möglichst zu verhindern. Etwa 5 bis 15 Sekunden nach dem Beginn des Kammer­ flimmerns wird der Patient normalerweise infolge des Sauerstoff­ mangels im Gehirn bewußtlos. Wenn daher der Patient zu Beginn des Flimmerns eine Tätigkeit ausübt, z. B. ein Kraftfahrzeug fährt oder aufrecht steht, muß er vor der bevorstehenden Bewußt­ losigkeit gewarnt werden, damit er durch geeignete Maßnahmen die Wahrscheinlichkeit einer durch die Bewußtlosigkeit verursachten Verletzung vermindern kann. Die Warneinrichtung des Registrier­ gerätes gemäß der Erfindung erzeugt ferner ein zweites Warn­ signal nach dem Betrieb des Defibrillators, welches dem Patien­ ten anzeigt, daß das Registriergerät einer Wartung bedarf und daß er möglichst bald einen Arzt zur Untersuchung aufsuchen soll.

Das erfindungsgemäße Registriergerät kann unter Verwendung von digitalen Logikschaltungen ausgeführt werden. Es ist also für die Mikrominiaturisierung geeignet und hat dann nur einen ge­ ringen Energiebedarf. Die gespeicherten Daten sind für den Arzt bei der Diagnose sehr wertvoll und ermöglichen ihm eine wirk­ samere Behandlung. Sie erleichtern ferner dem Arzt (und den Kon­ strukteuren von Herzrhythmuskorrekturgeräten) die Analyse der Funktion des implantierten Defibrillators.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. In diesen zeigt

Fig. 1 in einem Blockschema ein Registriergerät nach einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 schematisch die verschiedenen Betriebszustände des Registriergeräts.

Fig. 3 ist ein Impulsdiagramm zur Darstellung von typischen Betriebszuständen des Registriergeräts, darunter verschiedene in Fig. 2 dargestellte Betriebszustände.

Fig. 4 ist ein Impulsdiagramm zur Darstellung der typischen Funktion eines implantierbaren auto­ matischen Herzrhythmuskorrekturgeräts bei seiner Ansprache auf ein erfaßtes Kammerflimmern des Patienten und eines entsprechenden Herzstrom­ signals.

Fig. 5a bis 5h stellen ein ausführliches Schaltschema der Ausführungsform gemäß Fig. 1 mit digitalen Logikschaltungen dar.

Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm für die Umwandlung von analogen Herzstromdaten in digitale Daten und

Fig. 7 ist eine Wahrheitstabelle zur Darstellung der Erzeugung von aufeinanderfolgenden Taktsig­ nalen, die beim Abrufen von Daten aus dem Re­ gistriergerät zum Multiplexieren von gespeicherten Daten verwendet werden.

Vor einer ausführlichen Beschreibung des Aufbaus und der Wirkungsweise des Registriergeräts gemäß der Erfindung soll das dieser zugrundeliegende Prinzip anhand des Betriebs­ zustandsdiagramms in Fig. 2 erläutert werden. Solange nach einem Arztbesuch des Patienten kein Flimmern aufgetreten ist, bleibt das Registriergerät in dem mit ÜBERWACHEN be­ zeichneten Zustand. In diesem Zustand werden die normalen Herzstromdaten jeweils während eines Zeitraums von 10 Sekun­ den in einem als "Vorläufer" bezeichneten Teil des Speichers des Registriergeräts gespeichert, so daß sie für einen Vergleich zur Verfügung stehen. Der Zeitraum, für den die Herzstromdaten derart gespeichert werden, kann natürlich auch länger oder kürzer sein als 10 Sekunden. In diesen Vorläuferteil des Speichers werden kontinuierlich neue Daten eingeschrieben, so daß in dem Speicher des Registriergeräts jederzeit die Herzstromdaten für den unmittelbar vorherge­ gangenen Zeitraum von beispielsweise 10 Sekunden zur Ver­ fügung stehen. Wenn das Registriergerät zusammen mit einem implantierbaren automatischen Herzrhythmuskorrekturgerät verwendet wird, wird das die Herzstromdaten des Patienten darstellende Signal gleichzeitig an das Registriergerät und an das Herzrhythmuskorrekturgerät angelegt.

Wenn ein Flimmern auftritt, empfängt das Registriergerät ein Stromstoßvoranzeigesignal, das beispielsweise in dem implantierten Herzrhythmuskorrekturgerät erzeugt wird und das Registriergerät von dem Zustand ÜBERWACHEN auf den Zustand ERSTE FLIMMEREPISODE SPEICHERN umschaltet. Dadurch werden zwei Vorgänge ausgelöst: Erstens wird ein Vorwarn­ signal (Fig. 3) erzeugt, das dem Patienten anzeigt, daß eine abnormale Herzfunktion aufgetreten ist und daß ein Defibrillationsstromstoß oder eine Reihe derartiger Strom­ stöße bevorsteht. Zweitens beginnt in dem nicht für die Vorläuferdaten verwendeten größeren Teil des Speichers, z. B. während eines Zeitraums von 70 Sekunden, eine kontinuierliche Speicherung der Herzstromdaten. Infolgedessen werden während der nächsten 70 Sekunden oder eines größeren oder kürzeren Zeitraums die Herzstromdaten gespeichert, die während des gesamten Versuchs einer Herzrhythmuskorrektur erhalten werden, d. h. während des Zeitraums, der für eine maximale Anzahl von Stromstößen zur Durchführung eines oder mehrerer Herzrhythmuskorrekturversuche erforderlich ist. Nach dem Erfassen eines Flimmerns können in dem Vorläuferteil des Speichers keine weiteren Daten mehr gespeichert werden, so daß dann der Speicher Herzstromdaten für einen Zeitraum von beispielsweise 80 Sekunden enthält, und zwar die Daten für den Zeitraum von beispielsweise 10 Sekunden vor dem Beginn des Flimmerns und die Daten für den Zeitraum von beispiels­ weise 70 Sekunden, in dem das Flimmern auftrat und der Herzrhythmuskorrekturversuch unternommen wurde.

Wenn der Speicher des Registriergeräts infolge dieses ersten Flimmerns und der ersten Herzrhythmuskorrektur mit Daten gefüllt worden ist, geht das Registriergerät in einen Zustand HALTEN über, in dem keine weiteren Herzstromdaten in den Speicher eingeschrieben werden können und durch ein Warnsignal dem Patienten angezeigt wird, daß er den Arzt aufsuchen soll. Das Warn­ signal unterscheidet sich deutlich von dem vorerwähnten Vor­ warnsignal und wird vorzugsweise bis zum Besuch beim Arzt in regelmäßigen Zeitabständen, z. B. alle 45 Minuten, wieder­ holt. Wenn während des Betriebszustandes HALTEN erneut ein Flimmern auftritt, werden in anderen Stromkreisen des Registriergerätes die Anzahl der Flimmerepisoden und die Anzahl der daraufhin zur Herzrhythmuskorrektur abgegebenen Stromstöße registriert. In der oberen Hälfte der Fig. 3 sind die drei vorstehend erläuterten Betriebszustände in einem Impulsdiagramm dargestellt.

Im Sprechzimmer des Arztes gibt der Arzt beispielsweise an einen in dem Registriergerät enthaltenen Magnetschalter einen Abrufbefehl ab, beispielsweise indem er über dem implantierten Herzrhythmuskorrekturgerät eine Magnetspule anordnet. Auf diese Weise wird das Registriergerät in den Zustand LESEVORBEREITUNG gebracht, so daß es in einem Zeitraum von 70 Sekunden (siehe den unteren Teil der Fig. 3) eine Impulsfolge (alles Nullen) abgibt, die eine Syn­ chronisierung eines Empfängers mit der Taktfrequenz des Registriergeräts ermöglicht. Gegen Ende dieses Zeitraums wird ferner ein Rahmensynchronisations-Modulationsmuster erzeugt, das den Beginn tatsächlicher Daten anzeigt.

In diesem Zeitpunkt wird das Registriergerät in einen von zwei LESE-Zuständen umgeschaltet. Normalerweise, d. h. wenn seit dem letzten Ablesen von Daten aus dem Registriergerät mehr als ein vorgewählter Zeitraum von z. B. zehn Minuten verstrichen ist, geht das Registriergerät in den Zustand SPÄTES LESEN über. Der Zustand FRÜHES LESEN wird aufgenommen, wenn die Lesevorgänge mit Zeitabständen von weniger als zehn Minuten aufeinanderfolgen. Nach dem Eintritt in einen LESE-Zustand gibt das Registriergerät alle Daten mindestens zweimal während eines Zeitraums von je achtzig Sekunden aus, so daß der Empfänger des Arztes die Unversehrtheit der Daten beispielsweise auch dann feststellen kann, wenn die zum Abruf verwendete Magnetspule sofort nach dem Ansprechen des Magnetschalters wieder weggenommen wird. In diesem Fall werden nach der zweiten Datenausgabe alle Ereigniszähler in dem Registriergerät in der nachstehend beschriebenen Weise zurückgesetzt und kehrt das Registriergerät in den Zustand ÜBERWACHEN zurück. Wenn die Daten mehr als zweimal ausge­ geben werden sollen, bleibt die Magnetspule an Ort und Stelle, bis alle erwünschten Informationen empfangen worden sind. Wenn schließlich die Magnetspule entfernt wird, kehrt das Registriergerät sofort in den Zustand ÜBERWACHEN zurück und werden alle darin eingebauten Zähler zurückgesetzt. Der zeitliche Ablauf der vorstehend beschriebenen Datenausgabe ist in der unteren Hälfte der Fig. 3 dargestellt.

Auch wenn keine Flimmerepisoden aufgetreten sind, kann der Patient in regelmäßigen Zeitabständen den Arzt auf­ suchen, damit das Registriergerät und das ihm zugeordnete, implantierte Herzrhythmuskorrekturgerät geprüft werden können. In diesem Fall bewirkt das Aufsetzen der den Abruf auslösenden Magnetspule über dem Registriergerät, daß dieses von dem Zustand ÜBERWACHEN in den Zustand SPEICHERN VOR DEM LESEN übergeht, in dem es ähnlich arbeitet wie in dem Zustand SPEICHERN DER ERSTEN FLIMMEREPISODE, d. h., daß Herzstromdaten des Patienten während eines Zeitraums von 70 Sekunden in dem größeren oder Hauptteil des Speichers gespeichert werden. Dieser Zustand ähnelt aber auch dem Zustand LESEVORBEREITUNG, weil das Registriergerät zum Synchronisieren des Empfängers an diesen eine Folge von Nullimpulsen abgibt. Am Ende dieses 70 Sekunden andauernden Speicher- und Vorbereitungsvorganges geht das Registrier­ gerät in den Zustand SPÄTES LESEN über, in dem es in der vorstehend angegebenen Weise Daten abgibt. Es können wieder mindestens zwei Ausgabespiele durchgeführt werden.

Der Arzt kann noch weitere Prüfungen vornehmen, für die das Registriergerät u. a. in den Zustand FRÜHES LESEN gebracht werden kann. Insbesondere geht das Registriergerät aus dem Zustand ÜBERWACHEN oder SPEICHERN VOR DEM LESEN in den Zustand FRÜHES LESEN über, wenn innerhalb von zehn Minuten nach dem Zeitpunkt, in dem das Registriergerät in den Zustand ÜBERWACHEN übergeht, ein Abruf erfolgt. In diesem Zustand FRÜHES LESEN kann man ferner das Vorwarnsignal und das Warnsignal abrufen, damit der Patient diese Signale kennenlernt oder daran erinnert wird. Beispielsweise kann man die den Abruf auslösende Spule aufsetzen und kurz danach wieder entfernen, worauf zwei Lesespiele durchgeführt und ein Vorwarnsignal und ein Warnsignal abgegeben werden. Wenn nur die gespeicherten Herzstromdaten abgerufen werden sollen, kann man die Abrufspule länger aufgesetzt lassen als für zwei Lesezyklen, so daß dann das Vorwarnsignal und das Warnsignal nicht erzeugt werden. Für den Fachmann versteht es sich, daß das Vorwarnsignal und das Warnsignal verschie­ dene Formen annehmen können. Beispielsweise kann das Vor­ warnsignal, wie in der bevorzugten Ausführungsform, als milde subkutane elektrische Reizung, die zu einem Kitzeln führt, das vom Patienten leicht erkannt werden kann erzeugt werden.

Ein verallgemeinertes Blockschema einer Ausführungsform eines implantierbaren Registriergeräts gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt und besitzt einen Quarzoszillator 10 üblicher Art, der frequenzstabile Taktimpulse von z. B. 12,8 kHz für die Taktimpulskette und die logischen Steuerfunktionen (Block 11) erzeugt, die nachstehend beschrieben werden. Bei­ spielsweise von einer nicht gezeigten Batterie wird über einen Spannungskonstanthalter 12 Gleichstrom mit der ge­ wünschten Spannung zugeführt. Die Batterie ist vorzugsweise wiederaufladbar.

Das Registriergerät ist so angeordnet, daß es den Herz­ stromverlauf des Patienten in Form eines Analogsignals er­ fassen und dieses bei 13 in geeignete Mehrbitdigitaldaten umsetzen kann. In einem Ausführungsbeispiel wandelt der Analog-Digital-Umsetzer 13 das analoge Herzstromsignal in ein Sechs-Bit-Signal um. Diese digitalen Herzstromdaten werden dann im Speicher 14 gespeichert. Zum Herabsetzen des durchschnittlichen Energieverbrauchs wird der Analog-Digital- Umsetzer 13 vorzugsweise nur während der Zeit eingeschaltet, in der eine Herzstromdaten-Stichprobe umgesetzt und im Speicher 14 gespeichert wird. Alle anderen Stromkreise können ständig eingeschaltet sein.

Das in Fig. 1 gezeigte Registriergerät umfaßt ferner verschie­ dene Zählschaltungen zum Erfassen des Auftretens ausge­ wählter Ereignisse. Ein Episodenzähler 15 zählt die Flimmer­ episoden, die zwischen den Ablesungen erfaßt worden sind. Ein Stromstoßzähler 16 zählt die Gesamtzahl der Stromstöße, die während desselben Zeitraums zur Defibrillation abgegeben worden sind. Ein Zähler 17 erfaßt die Zeit von der letzten Ablesung zu der ersten Flimmerepisode. Ein Zähler 18 erfaßt die Zeit seit der letzten Ablesung und ermöglicht ferner eine Prüfung der Zuverlässigkeit der Taktsteuereinrichtung des Registriergeräts. Einzelheiten dieser Zähler werden nachstehend beschrieben.

Es ist ferner ein Kennzeichengeber 19 vorgesehen, der beim Ablesen ein bestimmtes Kennzeichen ID in den Datenstrom einführt, das die Aufbewahrung der aufgezeichneten Daten erleichtert. Der Multiplexer 20 multiplexiert den Inhalt des Speichers 14 und der verschiedenen Zähler 15 bis 18 sowie das Kennzeichen zu einem seriellen Ausgabedatenstrom, der einer Modulations- und Ausgabestufe 21 zugeführt wird, in der die Daten derart kodiert werden, daß sie von dem dargestellten, außen angeordneten Empfänger empfangen werden können, ohne daß ein eigenes Taktsignal abgegeben zu werden braucht.

Das Registriergerät enthält ferner eine Warneinrichtung als Patient-Signalgeber 22, der beispielsweise mit einer geeigneten, subkutan angeord­ neten Signalelektrode 23 oder einer ähnlichen Signalein­ richtung verbunden ist und der in der nachstehend beschrie­ benen Weise Vorwarnsignale erzeugt, die dem Patienten an­ zeigen, daß ein Flimmern aufgetragen ist und daß eine Bewußtlosigkeit und ein Defibrillationsversuch folgen werden, und der danach durch das Warnsignal anzeigt, daß die Defibrillation gelungen ist und sofort der Arzt aufgesucht werden soll.

Es wurde schon erwähnt, daß das Registriergerät gemäß der Erfindung besonders für die Verwendung mit einem implantierten automatischen Defibrillator geeignet ist, wie er in der DE-AS 21 04 591 angegeben ist. In diesem Defibrillator ist ein oder sind mehrere Speicherkondensatoren mit einer Batterie über eine Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung verbunden. Es ist eine Meßschaltung vorgesehen, die beispiels­ weise den intraventrikulären Druck oder das Herzstromsignal des Patienten überwacht und die anspricht, wenn zu Beginn des Flimmerns der normale Herzrhythmus des Patienten aufhört (siehe Fig. 4) und das Aufladen des Speicherkondensators beginnt. Wenn die Herztätigkeit des Patienten über einen vorgewählten Zeitraum hinaus im Flimmerzustand verbleibt, wird die Spannung des Speicherkondensators je nach Bedarf einmal oder mehrmals an das Herz des Patienten angelegt (dies ist in Fig. 4 als Defibrillationsstromstoß bezeichnet), so daß das Herz wieder den normalen Rhythmus annimmt. Gemäß der Erfindung spricht auch das Registriergerät auf das Herzstromsignal des Patienten an und erhält es außerdem von dem Defibrillator beim Anlegen jedes Defibrillations- Stromstoßes ein Eingangssignal.

Die Einzelheiten einer Ausführungsform des Registriergeräts mit diskreten digitalen Logikschaltungen sind in den Fig. 5a bis 5h dargestellt. In der Taktimpulskette (Fig. 5h) wird von einem Quarzoszillator 10 ein Takt von 12,8 kHz erzeugt, der an zwei hintereinandergeschaltete Binärzähler 30 und 31 angelegt wird, die den Grundtakt in verschiedene Takt- und Logiksteuersignale unterteilen, die in dem Ausführungsbeispiel verwendet werden. An diese beiden Zähler 30 und 31 kann über die Leitung 32 ein Rücksetzimpuls angelegt werden, wie nachstehend beschrieben wird.

Der Grundtakt von 12,8 kHz wird von dem Oszillator 10 ferner als Eingangssignal an das UND-Gatter 33, das Flipflop 34 und das UND-Gatter 35 (siehe Fig. 5h) angelegt, die miteinander zusammenwirken und an die Leitungen 34 a und 34 b die Steuersignale A/D START und A/D TAKT anlegen, die den Betrieb des Analog-Digital-Umsetzers steuern, der in Fig. 5f gezeigt ist. Das UND-Gatter 35 empfängt ferner ein Eingangssignal von den ersten drei Stufen des Zählers 30 und erzeugt daher Ausgangssignale mit einer Frequenz von 12,8 kHz : 2³=1,6 kHz. Die fünf nächsthöheren Stufen des Zählers 30 sind mit dem Eingang des UND-Gatters 36 verbunden, so daß dieses an die zur Fig. 5f führende Aus­ gangsleitung 36 a einen Einschaltimpuls für den A/D-Umsetzer anlegt, der daraufhin das über die Leitung 37 in Fig. 5f angelegte analoge Herzstromsignal mit einer Frequenz von 50 Hz digitalisiert. Dabei hat jeder Einschaltimpuls eine Breite von 640 Mikrosekunden (siehe Fig. 6). Das analoge Herzstromsignal wird daher 50mal pro Sekunde abgetastet, und während jedes Abtastintervalls von 640 Mikrosekunden setzt der in Fig. 5f gezeigte A/D-Umsetzer das über die Leitung 37 angelegte, analoge Herzstromsignal in einen entsprechenden digitalen Sechsbitcode um (Leitungen D 0 bis D 5 in Fig. 5f).

Das an die Leitung 36 a in Fig. 5h angelegte Einschaltsignal gelangt als Steuereingang zu einem üblichen Sukzessiv­ approximationsregister 38, das auf die Hälfte eines vorherbe­ stimmten Bezugsspannungspegels voreinstellbar ist. Daher kann das Sukzessivapproximationsregister 38 das analoge Herz­ stromsignal nur während des Einschaltimpulses einer A/D- Umsetzung unterwerfen. Infolgedessen wird von dem A/D-Umsetzer nennenswerte elektrische Energie nur verbraucht, solange dies absolut notwendig ist, d. h. während das Herzstromsignal in ein Digitalsignal umgesetzt wird. Als weiteren Eingang erhält das Register 38 über die Leitung 34 b das Signal A/D TAKT, das von dem UND-Gatter 33 in Fig. 5h mit der Grundtaktfrequenz von 12,8 kHz abgegeben wird. Zu diesem Zweck werden das Grundtaktsignal und das Ausgangssignal des Flipflops 34 an die Eingänge des UND-Gatters 33 angelegt. Das Signal A/D START gelangt über die Leitung 34 a zu dem Sukzessivapproximationsregister 38 (Fig. 5f) in Form eines positiven Impulses, der von dem Flipflop 34 (siehe Fig. 5h) aufgrund des Grundtaktsignals und des nichtinvertierten Ausgangssignals des UND-Gatters 36 abgegeben wird.

Gemäß Fig. 5f wird das Signal A/D START über die Leitung 34 a ferner an einen Multiplexer 39 angelegt, und zwar zusammen mit dem analogen Herzstromsignal 37, das beispiels­ weise von derselben Meß- und Entladungselektrode kommt, die auch von dem implantierten Defibrillator verwendet wird. Zusammen mit dem Kondensator 40 wirkt der Muliplexer als ein Abtast- und Haltekreis, der mit dem Minuseingang eines Vergleichers 41 verbunden ist. Dessen Pluseingang ist über den Widerstand 42 mit einer Seite einer Widerstandsketten­ schaltung 43 verbunden, die zusammen mit einem Verstärker 44 das Ausgangssignal des Sukzessivapproximationsregisters 38 einer D/A-Umsetzung unterwirft, so daß es danach an dem Vergleicher 41 mit dem über die Leitung 37 angelegten analogen Herzstromsignal verglichen werden kann. Unter Steuerung durch das Sukzessivapproximationsregister 38 wird das analoge Herzstromsignal 37 mit verschiedenen Bezugs­ spannungen verglichen, die nacheinander von der Widerstands­ schaltung 43 abgenommen werden. Beispielsweise wird das Register 38 zunächst (während der Bitstelle D 5) so einge­ stellt, daß bei 41 eine Hälfte der höchsten von der Wider­ standskette 43 abgenommenen Bezugsspannung mit dem analogen Herzstromsignal verglichen wird. Je nach dem Ausgang des Vergleichers 41 erscheint dann an der Bitstelle D 5 eine Binäreins oder eine Binärnull. Während der nächstfolgenden Bitstelle (D 4) wird die während des ersten Schritts ver­ wendete Bezugsspannung um die Hälfte erhöht oder herabgesetzt und ein zweiter Vergleichsschritt durchgeführt. Dieser Vorgang wird für die darauffolgenden Bitstellen D 3, D 2 usw. wiederholt, bis der schließlich erhaltene binäre Ausgangs­ code des Registers 38 (hier als digitaler Sechsbitcode an den Leitungen D 0 bis D 5 dargestellt) eine sukzessive Annäherung an das analoge Herzstromsignal dargestellt.

Dieser digitale Sechsbitcode wird dann über die Leitung 45 an den Speicher 14 des Registriergeräts angelegt. Dieser in Fig. 5b genauer dargestellte Speicher umfaßt sechs Direktzugriffsspeicherstufen (RAM-Stufen) 46 a bis 46 f, wobei das höchstwertige Bit (D 5) an die RAM-Stufe 46 a und das niedrigstwertige Bit (D 0) an die RAM-Stufe 46 f an­ gelegt wird. In einer praktischen Ausführungsform des vorge­ schlagenen Registriergeräts besteht jede RAM-Stufe aus einer Speicherstufe mit einer Breite von 1 Bit und einer Tiefe von 4 K Bits, so daß jeder RAM-Stufe nur eine einzige Bitstelle des digitalen Herzstromcodes zugeordnet ist. Aus der Fig. 5b geht ferner hervor, daß das Signal A/D START an die RAM-Stufen als Freigabesignal angelegt wird, so daß der digitale Herzstromcode an der Abstiegsflanke des Impuls­ signals A/D START in den Speicher eingeschrieben wird (Fig. 6).

Ein RAM-Adressierzähler 47 dient zur Steuerung des Ein­ schreibens und der Ausgabe des digitalen Herzstromcodes. Im unteren oder Hauptteil des RAM-Speichers gemäß Fig. 5b werden die Herzstromdaten gespeichert, die während des Zeitraums von 70 Sekunden erhalten werden, in dem ein Defibrillations­ versuch gemacht wird. Im oberen Teil des RAM-Speichers werden die Herzstromdaten gespeichert und fortgeschrieben, die in dem dem Fibrillationsbeginn unmittelbar vorher­ gehenden Zeitraum von 10 Sekunden erfaßt werden. Dieser obere Teil des Speichers wird adressiert, solange sich das Registriergerät im Zustand ÜBERWACHEN (Fig. 2) befindet, d. h. daß die drei ODER-Gatter 48, 49 und 50 in Fig. 5b auf den über die Leitung 51 angelegten Steuerspannungspegel ansprechen und auf die Adressenleitungen A 9, A 10 und A 11 (MSB) eine Binäreins aufdrücken, so daß der dem Zeitraum von 10 Sekunden zugeordnete, obere Teil der RAM-Stufen adressiert wird, solange sich das Registriergerät im Zustand ÜBERWACHEN befindet. Dabei fährt der RAM-Adressen­ zähler 47 kontinuierlich durch das oberste Achtel der RAM- Stufen 46 a bis f, so daß darin zu Beginn eines Flimmerns die Herzstromdaten für die unmittelbar vorhergegangenen 10 Sekunden gespeichert sind. Wenn dagegen an die Leitung 51 ein hoher Steuerspannungspegel angelegt wird, um anzuzeigen, daß sich das Registriergerät nicht mehr im Zustand ÜBERWACHEN befindet, werden die ODER-Gatter 48, 49 und 50 geöffnet, so daß sie unter Steuerung durch den Zähler 47 die danach erhaltenen Herzstromdaten in die unteren sieben Achtel des Speichers einschreiben, die dem Zeitraum von 70 Sekunden zugeordnet sind, in dem das Flimmern auftritt und der Defibrillations­ versuch gemacht wird. Dies wird nachstehend beschrieben.

Gemäß der Fig. 5g wird der Betriebszustand des Registrier­ geräts über drei Flipflops 52, 53 und 54 und Rückführungssteuer­ gatter 55, 56, 57, 58 und 59 gesteuert. Die sieben in der Fig. 2 bezeichneten Zustände werden von den Zustands­ steuerungs-Flipflops 52, 53 und 54 über die Ausgangslei­ tung MON (ÜBERWACHEN), IES (ERSTE FLIMMEREPISODE SPEICHERN), HLD (HALTEN), LRD (SPÄTES LESEN), ERD (FRÜHES LESEN), PRS (SPEICHERN VOR DEM LESEN) und PRP (LESEVORBEREITUNG) an die Decodierer 60 und 61 angelegt. Die Zustandssteuerungs- Flipflops 52, 53 und 54 werden ihrerseits über ein Taktflip­ flop 62 gesteuert, an das über die Leitung 10 a (Fig. 5h) der Grundtakt angelegt wird, ferner über die Leitung 63 durch ein Rückstellsignal und durch den Ausgang des UND- Gatters 64 in Fig. 5g. Dies wird nachstehend beschrieben.

Wenn sich das Registriergerät beispielsweise im Zustand ÜBERWACHEN (Fig. 2) befindet, in dem es das Herzstrom- Analogsignal abtastet und dadurch einer A/D-Umsetzung unter­ wirft und die digitalen Herzstromdaten im oberen Achtel des RAM-Speichers speichert, wie dies vorstehend anhand der Fig. 5b besprochen wurde, legt das NICHT-Glied 65 in Fig. 5g ein niedriger Steuerspannungspegel an die zur Fig. 5b führende Leitung 51 an, so daß über die drei ODER-Gatter 48, 49 und 50 der entsprechende Vorläuferteil der RAM-Stufen 46 a bis f adressiert wird. An dem durch das Ausgangssignal des UND-Gatters 36 in Fig. 5h angegebenen Ende jedes A/D- Umsetzungszeitraums wird der RAM-Adressenzähler 47 durch den Ausgang des UND-Gatters 66 durch den Vorläuferteil (ein Achtel) des RAM-Speichers getaktet, so daß die ge­ speicherten Herzstromdaten ständig fortgeschrieben werden. In der Fig. 2 ist für die die A/D-Umsetzung bewirkende Ab­ tastung ein Zeitraum von 20 ms angegeben, was der Abtast­ frequenz von 50 Hz entspricht. Das heißt, das alle 20 ms ein neues Herzstromdatenwort in den Vorläuferteil des RAM-Speichers eingeschrieben wird. Die RAM-Stufen 46 a bis f und der Adressenzähler 47 werden an der Abstiegsflanke ausgelöst, so daß jedes Herzstromdatenwort an der Abstiegsflanke des über die Leitung 34 a (Fig. 2) angelegten Signals A/D START in dem Speicher gespeichert wird und der RAM-Adressen­ zähler an der Abstiegsflanke des über die Leitung 66 a angelegten Signals fortgeschaltet wird. Die digitalen Herzstromdaten werden in die Speicherstufen 46 a bis f eingeschrieben, wenn das über die Leitung 67 a ange­ legte Signal ein Signal niedrigen Pegels ist. Dies ist der Fall, wenn durch den Ausgang MON (ÜBERWACHEN) des den Zustandssteuerungs-Flipflops nachgeschalteten Decodierers 61 das ODER-Gatter 67 (Fig. 5g) geöffnet ist.

Wenn sich das Registriergerät in dem soeben beschriebenen Zustand ÜBERWACHEN befindet, nimmt der Zähler 70 normalerweise einen vorgewählten Zählstand an, bei dem an der Ausgangs­ leitung 71 das Signal hohen Pegels liegt (Fig. 5h). Wenn ein Flimmern erfaßt wird, beispielsweise durch den vorerwähnten implan­ tierten automatischen Defibrillator, gibt dieser über die Leitung 72 (Fig. 5h; siehe auch Fig. 1) ein Signal STROM­ STOSSVORANZEIGE ab, das den Zähler 70 zurücksetzt, so daß an der Ausgangsleitung 71 jetzt das Signal niedrigen Pegels liegt, das NICHT-Glied 73 an die Leitung 73 a ein Signal hohen Pegels zum Anzeigen einer Flimmerepisode anlegt und das Gatter 74 geöffnet wird, so daß es Taktimpulse von dem Taktteiler 30 an den Zähler 70 anlegt, und zwar mit einer solchen Frequenz, daß der Zähler 70 in etwa 40 Sekunden wieder auf seinen vorgewählten Zählstand geht. Infolgedessen liegt nach dem Beginn des Flimmerns und dem Empfang des Stromstoßvoranzeigesignals über die Leitung 72 während eines Zeitraums von ungefähr 40 Sekunden das Signal hohen Pegele an der Leitung 73 a und das entsprechende Signal niedrigen Pegels an der Leitung 71.

Gemäß den Fig. 2 und 3 bringt dieses Stromstoßvoranzeige­ signal das Registriergerät in den Zustand ERSTE FLIMMEREPISODE SPEICHERN (IES). Wenn der Zähler 70 in Fig. 5h aus einem normalen vorgewählten Zählstand zurückgesetzt wird, wird das von den miteinander verbundenen ODER-Gattern 75 und 76 gebildete Flipflop umgetastet, so daß es an die Leitung 76 a das Signal hohen Pegels und an die Ausgangsleitung 75 a des niedrigen Pegelssignal anlegt. Über die Leitung 76 a gelangt das Signal hohen Pegels an das ODER-Gatter 77 in Fig. 5g, so daß das UND-Gatter 80 geöffnet wird und die am Ende des jeweiligen A/D-Umsetzungszeitraums über die Leitung 79 a angelegten Taktimpulse von 50 Hz an den Zähler 81 anlegt. Wenn dann der Zähler 81 jenen Zählstand erreicht, bei dem die Ausgangsleitung 81 a aktiviert ist, öffnet das ODER-Gatter 82 das UND-Gatter 64 und wird das Flipflop 62 umgetastet, welches die Zustandssteuerungs- Flipflops 52, 53 und 54 taktet, die jetzt durch einen Zähl­ schritt aus dem Zustand ÜBERWACHEN in den Zustand ERSTE FLIMMEREPISODE SPEICHERN (Fig. 2) umgetastet werden.

In diesem Zeitpunkt wird der Ausgang des Decodierers 61 über die Leitung IES an das ODER-Gatter 67 angelegt, das erneut das Signal niedrigen Pegels an die zur Fig. 5b führende Leitung 67 a anlegt, über die das Einschreiben in den RAM-Speicher gesteuert wird. Die RAM-Stufen werden auf diese Weise für einen Zeitraum von 70 Sekunden, in dem der Defibrillations­ versuch gemacht wird, in einen Zustand zum Einschreiben von digitalen Herzstromdaten gebracht. Es wurde bereits besprochen, daß das Herzstromsignal mit einer Frequenz von 50 Hz abgetastet und dadurch digitalisiert wird und daß dies durch das Signal A/D START gesteuert wird, das alle 20 ms in der Leitung 34 a zwischen den Fig. 5h und 5f erscheint. Das analoge Herzstromsignal wird in ein Digital­ wort umgesetzt, dessen Bits je einem der RAM-Stufen 46 a, b usw. des Speichers zugeführt und fortlaufend durch den dem Zeit­ raum von 70 Sekunden zugeordneten, unteren oder Hauptteil des Speichers geschoben werden, wenn der Binäradressen­ zähler 47 durch das über die Leitung 66 a angelegte Signal getaktet wird.

Das Flimmern beginnt natürlich zu einem zufälligen Zeit­ punkt während des Durchfahrens des Vorläuferspeichers. Aus diesem Grund gibt die in Fig. 5g gezeigte Schaltung mit dem NICHT-Glied 83 und dem ODER-Gatter 84, die mit dem Ausgang des Zählers 81 verbunden sind, zwei Markiersignale über die Leitungen 83 a und 84 a an den in Fig. 5f gezeigten Muliplexer 38 für das analoge Herstromsignal an und führt diese Schaltung einen vorherbestimmten Markiercode in dem Vorläuferteil des Speichers ein, um anzugeben, an welcher Stelle in dem Speicher die erste Flimmerepisode begonnen hat. Mit Hilfe dieses Markiercodes können die in dem Zeitraum von 10 Sekunden im Vorläuferteil des Speichers gespeicherten Herzstromdaten in der richtigen Reihenfolge ausgegeben werden.

In der dargestellten Ausführungsform besitzt das Registrier­ gerät einen Signalgeber 22 (Fig. 5e), der zum Erzeugen von deutlich erkennbaren Signalen dient, von denen das eine dem Patienten den Beginn eines Flimmerns anzeigt (Vorwarn­ signal), während das andere dem Patienten mitteilt, daß er ärztliche Hilfe benötigt (Warnsignal). Dieser Signalgeber besitzt UND-Gatter 90 und 91 zur Unter­ scheidung zwischen dem Vorwarnsignal und dem Warnsignal. Der Patient erhält deutlich unterscheidbare Signale oder Reize, beispielsweise in Form von zwei deutlich unterscheidbaren Reizströmen, die subkutan fließen und ein schwaches Kitzeln bewirken, und/oder durch deutlich unter­ scheidbare akustische Signale und/oder Temperaturverän­ derungen und/oder mechanische Bewegungen.

An den Eingängen des UND-Gatters 90 liegen das normalerweise von dem UND-Gatter 94 abgegebene Signal hohen Pegels, das Ausgangs­ signal des UND-Gatters 92, das mit ausgewählten Stufen des Taktzählers 30 (Fig. 5h) verbunden ist und in Zeitabständen von 40 ms Signale niedrigen Pegels erzeugt, und das Ausgangssignal des Zählers 70 (Fig. 5h), der, wie vorstehend beschrieben, beim Erfassen eines Flimmerzustandes ein Signal niedrigen Pegels an die Leitung 71 anlegt. Wenn das UND-Gatter 90 durch diese drei Eingangssignale aktiviert wird, legt das ODER-Gatter 95 eine kontinuierliche Impulsfolge mit Impulsabständen von 40 ms an eine beispielsweise subkutan angeordnete Reizungs­ elektrode 23 an (Fig. 3). Auf diese Weise erhält der Patient in Zeitabständen von 40 ms einen deutlichen Kitzelreiz, der anzeigt, daß ein Flimmern erfaßt worden ist und die Defi­ brillation bald beginnen wird. Durch diese subkutane elektrische Reizung wird dem Patienten angezeigt, daß er infolge des Flimmerns bald bewußtlos werden wird und ent­ sprechende Vorsichtsmaßnahmen ergreifen soll, beispielsweise wenn er gerade ein Fahrzeug fährt oder sich in einer anderen möglicherweise gefährlichen Situation befindet.

Nach einem gelungenen Defibrillationsversuch wird das UND-Gatter 91 durch seine in Fig. 5e gezeigten, drei Ein­ gangssignale aktiviert, so daß das ODER-Gatter 95 in Ab­ ständen von 45 Minuten an den Patienten ein Warnsignal in Form von jeweils zwei Impulsen von etwa 1,3 Sekunden Dauer und mit einem Abstand von 10 Sekunden abgibt. bis der Patient den Arzt aufgesucht hat. Die drei Eingangssignale des UND-Gatters 91 sind die Ausgangsimpulse des UND-Gatters 92 mit einem Abstand von 40 ms, die von dem UND-Gatter 93 a, das mit dem Zähler 30 (Fig. 5h) ver­ bunden ist, abgegebenen Impulse von 1,3 Sekunden Breite und einem Impulsabstand von 10 Sekunden, und das Ausgangs­ signal des UND-Gatters 93, das mit dem Zähler 31 verbunden ist und alle 45 Minuten einen Ausgangsimpuls erzeugt.

Wie vorstehend angegeben wurde, wird bei jedem Empfang eines von dem implantierten Defibrillator über die Leitung 72 (Fig. 5h) abgegebenen Stromstoßvoranzeigesignals der Zähler 70 zurückgesetzt, worauf er an die Leitungen 71 und 73 a bestimmte Ausgangssignalpegel anlegt. Über die Leitung 73 a gelangt das Signal zu dem Episodenzähler 15 (Fig. 5d), in dem die Gesamtzahl der Flimmerepisoden ermittelt wird, die bei dem Patienten seit dem letzten Arztbesuch auftreten. Wenn vor der Abgabe eines Defibrillationsstromstoßes der implantierte Defibrillator über die Leitung 72 das Strom­ stoßvoranzeigesignal abgibt, bewirkt dieses auch ein Fort­ schalten des Stromstoßzählers 16 in Fig. 5d, so daß der Arzt beim Ablesen die Gesamtzahl der Defibrillationsstrom­ stöße ermitteln kann, denen der Patient seit seinem letzten Besuch ausgesetzt war.

Der Zähler 17 (Fig. 5d) ermittelt die Zeit von dem letzten Arztbesuch des Patienten bis zur ersten Flimmerepisode. Wenn das Flipflop 75-76 (Fig. 5h) an die Leitung 75 a das Signal niedrigen Pegels anlegt, wird das Gatter 96 (Fig. 5d) geschlossen, so daß die Zählfunktion des Zählers 17 beendet wird, weil an das Gatter 97 keine Taktimpulse mehr angelegt werden, die alle 45 Minuten aufgrund der Taktimpulse erzeugt werden, die über die Leitung 97 a von der Takt- und Steuerschaltung gemäß Fig. 5h angelegt werden. Diese Taktimpulse mit Abständen von 45 Minuten sind das Ausgangssignal des Zählers 31 und werden durch Teilung des Grundtakts von 12,8 kHz erhalten. Dieselben am Ausgang des Gatters auf­ tretenden Taktimpulse mit Abständen von 45 Minuten werden fortlaufend bei 99 von dem Gesamtzähler 18 gezählt, der aufgrund der Zeitabstände von 45 Minuten die Gesamtzeit seit dem letzten Arztbesuch des Patienten erfaßt.

Es wurde vorstehend schon angegeben, daß in dem in Fig. 5b gezeigten, sechsstufigen RAM-Speicher 46 a bis f eine digitale Darstellung der Herzstromdaten des Patienten ge­ speichert werden können, und zwar für den Zeitraum von 10 Sekunden unmittelbar vor der ersten Flimmerepisode und für den Zeitraum von 70 Sekunden, in dem das Flimmern aufgetreten und der Defibrillationsversuch gemacht worden ist. Beim darauffolgenden Arztbesuch des Patienten liest dieser die Herzstromdaten aus dem Speicher ab, so daß er dann jenen Herzzustand des Patienten analysieren kann, der den Defibrillator ausgelöst hat, sowie die Ansprache des Patienten auf den Defibrillationsversuch. Wenn der Arzt eine Datenausgabe abruft, z. B. indem er eine Magnetspule auf den Bereich der in Fig. 1 gezeigten, implantierten Sendespule legt, wird an die Leitung 100 (Fig. 1 und 5g) ein Abrufbefehl angelegt. Dieses Befehlssignal wird über das NICHT-Glied 101 (Fig. 5g) an das Gatter 102 angelegt, an das ferner das Signal HALTEN angelegt wird, das an den Ausgängen des Decodierers 61 und des NICHT-Gliedes 103 erscheint, wenn das Registriergerät in seinen Zustand HALTEN (siehe Fig. 2 und 3) gebracht wird. Infolgedessen werden am Ende des Zustandes ERSTE FLIMMEREPISODE SPEICHERN die Gatter 102, 82 und 64 nacheinander aktiviert, so daß der an die Leitung 79 a angelegte Impuls das Flipflop 62 umtasten kann, und die Zustandssteuerungs-Flipflops 52, 53 und 54 dann durch das Flipflop 62 von dem Zustand HALTEN in den Zustand LESEVORBEREITUNG (siehe Fig. 2) umgetastet werden, indem der Decodierer ein Signal an die Leitung PRP abgibt. Durch dieses Signal wird das ODER-Gatter 104 (Fig. 5g) geöffnet, das jetzt über die Leitung 104 a ein Frei­ gabesignal an die Ausgabesteuergatter 105 und 106 in der Modulations- und Ausgabe-Stufe 21 (Fig. 5a) anlegt und das Registriergerät zum Einleiten einer Ausgabe befähigt, in der die Inhalte des RAM-Speichers (digitalisierte Herzstromdaten) und der verschiedenen Ereigniszähler 15 bis 18 und des Kennzeichengebers 19 für den Patienten in der nachstehend beschriebenen Weise an einen geeigneten Leseempfänger beliebiger üblicher Art abgegeben werden, der sich im Sprechzimmer des Arztes befindet.

Das Registriergerät gemäß der Erfindung ist dazu bestimmt, zusammen mit dem automatischen Defibrillator, entweder in ein und demselben Gehäuse oder in getrennten Gehäusen, in den Patienten implantiert zu werden, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

In dem 70 Sekunden andauernden Zeitraum der LESEVORBEREITUNG gibt das implantierte Registriergerät zunächst eine Folge von Binärnullen ab, mit denen ein außerhalb des Körpers des Patienten angeordneter Leseempfänger mit der Taktfrequenz des Registriergeräts synchronisiert werden kann. Gegen Ende dieser Impulsfolge wird auch ein Rahmensynchronisations- Modulationsmuster erzeugt, das den Beginn tatsächlicher Daten anzeigt. In der in Fig. 5g gezeigten Takt- und Steuerschaltung gibt jedesmal, wenn das Ausgangssignal des Flipflops 62 eine Änderung des Zustandes des Registrier­ geräts anzeigt, das Gatter 107 über die Leitung 107 a an den RAM-Adressenzähler 47 in Fig. 5b ein Signal LÖSCHEN ab. Zu Beginn des Zustandes LESEVORBEREITUNG beginnt daher der Zähler 47 mit dem von dem Taktsignal über die Leitung 66 a vorgegebenen Takt von 20 ms mit dem Durchfahren des 12-Bit-Adressen­ codes über die Leitungen A 0 bis A 11. Die RAM-Stufen werden je­ doch erst abgelesen, wenn die Zustandssteuerungs-Flipflops 52 bis 54 (Fig. 5g) in den Zustand SPÄTES LESEN (Fig. 2) umge­ tastet worden sind.

Wenn über die nacheinander angesteuerten RAM-Adressenleitungen A 0 (niedrigstwertiges Bit) bis A 11 (höchstwertiges Bit) der binäre RAM-Adressencode angelegt wird, geben die UND-Gatter 108 und 109 Fig. 5a) an das Gatter 110 zwei Steuersignale und ab, die zusammen mit nachstehend beschriebenen, anderen Signalen das Modulationsmuster der von der Stufe 21 abgegebenen Information steuern. Es wird angenommen, daß gemäß üblichen Binärcode-Modulationstechniken das Modulations­ muster aus Zweipegel-Dubletten besteht, damit in den auszu­ gebenden Signalstrom außer den Daten auch Taktmarkierungen aufgenommen werden können. Das Signal wird ferner über die Leitung 109 a an das Gatter 111 (Fig. 5c) angelegt, dessen anderer Eingang mit der Adressenleitung A 9 und dessen Ausgang mit den Gattern 112 und 113 verbunden ist. An diese werden ferner das Adressensignal A 2 bzw. dessen Negation angelegt. Der Ausgang des Gatters 111 wird ferner an den Sperreingang eines Multiplexers 114 für Herzstromdaten angelegt.

Die Ausgangssignale der Gatter 112 und 113 sind zwei Steuer­ signale und , die zwei Decodierer 115 und 116 steuern, in denen die über die Adressenleitungen A 0 und A 1 angelegten Signale decodiert und in eine Folge von Zeitkanalsignalen bis für die Datenausgabe umgesetzt werden. Wie nachstehend gemäß der Wahrheitstabelle in Fig. 7 erläutert wird, steuern die von den Decodierern 115 und 116 erzeugten Signale bis das selektive Muliplexieren des Inhalts der Zähler 15 bis 18 und des Kennzeichengebers 19 unter Bildung eines seriellen Ausgabedatenstroms, der über die Leitung QS in Fig. 5c von dem Gerät ausgegeben wird. Während des Zeitkanals bewirkt der an der Leitung 115 a liegende Signalpegel, daß das Gatter 106 (Fig. 5a) geöffnet und daher zur Anzeige des Beginns tatsächlicher Daten das vorgewählte Rahmensynchronisations-Modulations­ muster in den seriellen Datenstrom eingeführt wird.

Die von dem Frequenzteiler 30 (Fig. 5h) über die Leitungen 30 a abgegebenen Takt- oder Steuersignale B 0, B 1 und B 2 bewirken eine Bitwahlsteuerung für das Multiplexieren aller Daten auf die Datenleitung QS. Zu diesem Zweck werden die Bitsignale BO (niedrigstwertiges Bit), B 1 und B 2 (höchst­ wertiges Bit) an jede der in Fig. 5c dargestellten Multi­ plexereinheiten 114 und 120 bis 125 angelegt, um die bit­ weise Übertragung von Daten durch diese Einheiten zu steuern. Wenn sich das Registriergerät beispielsweise im Zustand LESEVORBEREITUNG befindet, bringt das von dem ODER-Gatter 126 in der Takt- und Steuerschaltung in Fig. 5g an die Leitung 126 a angelegte Signal die Ausgänge der Gatter 127 und 128 in Fig. 5c auf einen niedrigen Signalpegel (Binärnull), so daß nur das Bitwählsignal B 0 die beiden obersten ge­ erdeten Eingabeleitungen abwechselnd an die Datenleitung QS anlegt. Infolgedessen wird an die Datenleitung QS eine Folge von auszugebenden Binärnulldaten angelegt, und zwar annähernd während des Zeitraums von 70 Sekunden, in dem der Muliplexer 114 durch das Ausgangssignal des Gatters 111 aktiviert wird, weil der Adressenzähler 47 die Adressen durch­ fährt, die dem größten Teil des unteren Teils (sieben Achtel) dieses RAM-Speichers entsprechen. Durch die Abgabe dieser Folge von Binärnullen (siehe Fig. 3) wird der Empfänger mit dem Ausgangssignal des Registriergeräts synchronisiert, wie dies bei zusammen mit dem Defibrillator implantierten Registriergeräten notwendig ist.

Gegen Ende des Zeitraums von 70 Sekunden bewirkt das von dem Decodierer 115 (Fig. 5c) während des in Fig. 7 darge­ stellten Achtwortzeitraums für die Betriebsbedingungsdaten erzeugte Zeitkanalsignal über das Gatter die Erzeugung des Rahmensynchronisations-Modulationsmuster, welches das Ende eines Ausgaberahmens und in diesem Fall den Beginn der Datenübertragung anzeigt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5g sei jetzt daran erinnert, daß unmittelbar nach dem Ende des siebzig Sekunden andauernden Zustandes LESEVORBEREITUNG der Adressenzähler 47 beginnt, den Vorläuferteil des RAM-Speichers anzusteuern, so daß an allen Adressenleitungen A 9, A 10 und A 11 Binäreinsen liegen. Ferner wird das Gatter 129 durch die Adressenleitungen , und und das Ausgangssignal des ODER-Gatters 130 geöffnet. Infolgedessen wird auch das ODER-Gatter 82 geöffnet, so daß der nächste an die Leitung 79 a angelegte Taktimpuls von dem Gatter 64 weitergegeben wird und das Flipflop 62 setzt. Dadurch werden die Zustandssteuerungs-Flipflops 52, 53 und 54 in den Zustand SPÄTES LESEN (Fig. 2) umgetastet, indem der Decodierer 60 über die Leitung LRD ein Signal hohen Pegels an das ODER-Gatter 126 anlegt. Infolgedessen erscheint an der Leitung 126 a das Signal niedrigen Pegels, so daß das ODER-Gatter in der Modulations- und Ausgabestufe (Fig. 5a) geöffnet und ein Ausgabeauftastimpuls erzeugt wird, während dessen die ge­ speicherten Herzstromdaten und die Inhalte der Zähler 14 bis 18 und des Kennzeichengebers 19 an den Empfänger ausgegeben werden.

Zu Beginn des Zustandes SPÄTES LESEN legt das UND-Gatter 107 über die Leitung 107 a das Signal LÖSCHEN an den RAM-Adressen­ zähler 47 an, der jetzt damit beginnt, den 12-Bit-Adressen­ code A 0 bis 11 mit der Frequenz von 50 Hz zu durchfahren, die durch die an die Leitung 66 a angelegten Impulse mit Abständen von 20 ms gegeben ist. Mit der ersten RAM-Adresse im Hauptteil des Speichers beginnend wird jedes der in dem Speicher enthaltenen Sechsbitworte über die Leitungen Q 0 bis Q 5 sequentiell an den Multiplexer 114 (Fig. 5c) für die Herzstromdaten abgegeben und dann bitweise seriell über die Leitung Q 5 an die Modulations- und Ausgabestufe (Fig. 5a). Hier wird jedes Datenwort ebenso wie der Ausgang des Binärzählers und Schieberegisters 132 an das UND-Gatter 131 abgegeben, wodurch ein Binärdaten-Modulations­ muster erhalten wird.

Aus dem unteren oder Hauptteil (sieben Achtel) des RAM- Speichers werden die Daten, die während des Zeitraums von 70 Sekunden nach dem Flimmerbeginn erfaßt wurden, kontinuier­ ich abgelesen, bis der letzte Teil des Hauptteils des RAM-Speichers erreicht wird (Fig. 7). In diesem Zeitpunkt sperrt das Ausgangssignal des UND-Gatters 111 (Fig. 5c) den RAM-Multiplexer 114. Während des dann folgenden Zeitraums werden die Betriebsbedingungsdaten, die aus dem Inhalt der verschiedenen Zähler 15 bis 18 (Fig. 5d) und des Kennzeichengebers 19 bestehen, zu der Modulations- und Ausgabestufe 21 (Fig. 5a) hin muliplexiert, so daß sie dann an den Empfänger ausgegeben werden können. Insbesondere werden während der Ausgabe die Inhalte der Zähler 15 bis 18 nacheinander mittels der Multiplexer 121 bis 125 auf die Da­ tenleitung QA multiplexiert, und zwar unter Steuerung durch die Zeitkanalsignale bis , die von den Decodierern 115 und 116 (Fig. 5c) erzeugt werden. Während der Zeitkanal­ signale , und gibt der Multiplexer 120 erneut drei aufeinanderfolgende Kennzeichen von dem Kennzeichengeber 19 an die Datenleitung QS ab. Wenn es beispielsweise zur Erwei­ terung der anderen Betriebsbedingungsdaten erwünscht ist, kann auch nur ein Kennzeichen ID ausgegeben werden. Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß der ausgegebene Datenstrom während des letzten Zeitkanalsignals in dem Zeitraum für die Betriebsbedingungsdaten auch das Rahmen­ synchronisations-Modulationsmuster enthält.

Zu diesem Zeitpunkt beginnt der RAM-Adressenzähler 47 in Fig. 5b, den übrigen Teil des RAM-Speichers zu adressieren, der die Herzstromdaten enthält, die in dem Zeitraum von 10 Sekunden unmittelbar vor dem Flimmerbeginn erfaßt wurden. Diese Vorläufer-Herzstromdaten werden dann über den Multi­ plexer 114 in Fig. 5c abgelesen, der jetzt aktiviert ist, weil das Sperrsignal am Ausgang des UND-Gatters 111 ver­ schwunden ist. Nach dem vollständigen Ablesen des RAM-Speichers liegt an den Ausgängen beider UND-Gatter 108 und 109 (Fig. 5a) das Signal hohen Pegels, so daß das UND-Gatter 110 offen ist und daher das vorerwähnte Modulationsmuster zur Rahmensynchroni­ sation in die auszugebenden Daten eingeführt wird.

Wenn der Patient seit seinem Arztbesuch keinem Flimmern ausgesetzt war, bewirkt der an die Leitung 100 (Fig. 5g) angelegte Abrufbefehl, daß das Registriergerät nicht in den Zustand LESEVORBEREITUNG, sondern in den Zustand SPEICHERN VOR DEM LESEN gebracht wird. Infolgedessen bewirkt der über die Leitung 100 angelegte Abrufbefehl in der Takt- und Steuerstufe (Fig. 5g) über das ODER-Gatter 77 und das Gatter 80, daß der Zähler 81 durch die an die Leitung 79 a angelegten Impulse getaktet wird. Auf diese Weise wird in den Vorläuferteil des Speichers ein Markiercode einge­ führt, der dem Code ähnelt, der die Zustandssteuerungs- Flipflops 52 bis 54 von dem Zustand ÜBERWACHEN in den Zustand SPEICHERN VOR DEM LESEN umtasten kann. Infolge dieser Zustandsänderung bewirkt das an die Leitung 107 a angelegte Signal, daß der RAM-Adressenzähler 47 gelöscht wird und mit dem Durchfahren des Hauptteils (sieben Achtel) des Speichers mit 50 Hz beginnt. Auf diese Weise wird der derzeitige Herzstromverlauf des Patienten einer A/D-Umsetzung unterworfen und danach in der vorstehend beschriebenen Weise gespeichert.

Ähnlich wie dies vorstehend im Zusammenhang mit dem Zustand LESEVORBEREITUNG beschrieben wurde, gibt das Re­ gistriergerät 70 Sekunden lang Binärnullen aus, um den Empfänger mit der Taktfrequenz des Registriergeräts zu synchronisieren. Zu diesem Zweck werden die ODER-Gatter 104 und 105 in den Fig. 5g bzw 5a zu der Ausgabe­ stufe hin geöffnet. Wenn der RAM-Adressenzähler am Ende des 70 Sekunden andauernden Zustandes SPEICHERN VOR DEM LESEN mit dem Durchfahren des oberen Achtels des Speichers beginnt, bewirken die Gatter 129, 82 und 64 in Fig. 5g, daß das Registriergerät in der vorstehend beschriebenen Weise in den Zustand SPÄTES LESEN getastet wird. In diesem Zustand werden die soeben gespeicherten Herzstromdaten über den Multiplexer 114 und die Leitung QS in Form eines seriellen Datenstroms ausgegeben, und danach die Inhalte der Zähler 15 bis 18 und des Kennzeichengebers 19 sowie die Vorläufer-Herzstromdaten.

Gemäß der Fig. 5h wird die Wahl zwischen dem Zustand FRÜHES LESEN und dem Zustand SPÄTES LESEN durch das Ausgangs­ signal gesteuert, das von dem Taktteiler 31 über die Leitung 140 a an das von den miteinander verbundenen ODER-Gattern 141 und 142 (siehe Fig. 5h) gebildete Flipflop angelegt wird, das etwa zehn Minuten nach dem Eintritt des Registrier­ geräts in den Zustand ÜBERWACHEN an die Leitung 141 a ein Signal niedrigen Pegels anlegt. Wenn daher der Arzt innerhalb von zehn Minuten nach einer Ausgabe erneut einen Abruf bewirkt, tastet das an die Leitung 141 a angelegte Signal die Zu­ standssteuerungs-Flipflops 52 bis 54 in Fig. 5g in den Zustand FRÜHES LESEN um. Wenn dagegen seit der letzten Ausgabe mindestens zehn Minuten verstrichen sind, tritt das Registriergerät aufgrund eines neuerlichen Abrufs in den normalen Zustand SPÄTES LESEN ein.

Jetzt sei wieder das Ausgabeablaufdiagramm in Fig. 3 betrachtet. Wenn die den Abruf bewirkende Magnetspule sofort nach dem Auftreten eines Abrufbefehls wieder weg­ genommen wird, führt das Registriergerät mindestens zwei Ausgaben durch. Das wird durch die Funktion der Flipflops 143 und 144 in Fig. 5g gewährleistet. Insbesondere bewirkt die Anstiegsflanke des von dem Adressenzähler 47 in Fig. 5b an die Steuerleitung 145 a angelegten Signals , daß am Ende der ersten Ausgabe das Flipflop 143 umgetastet wird, so daß es dann an seine Ausgangsleitung 143 a ein Signal hohen Pegels anlegt, das während der zweiten Ausgabe andauert. Dagegen liegt an der anderen Ausgangsleitung 143 b des Flipflops 143 während der ersten Ausgabe das Signal hohen Pegels und während der zweiten Ausgabe das Signal niedrigen Pegels und erscheint dort nach dem Ende der zweiten Ausgabe wieder das Signal hohen Pegels. Dadurch wird das ebenfalls durch eine Anstiegsflanke getastete Flipflop 114 umgetastet, so daß an seiner Ausgangsleitung 144 b erst am Ende der zweiten Ausgabe das Signal niedrigen Pegels erscheint. Das Flipflop 144 bleibt in diesem Zustand, bis es durch das am Ausgang des UND-Gatters 107 erscheinende Signal LÖSCHEN zurückgesetzt wird, wenn die Zustands­ steuerungs-Flipflops 52 bis 54 aus einem LESE-Zustand in den Zustand ÜBERWACHEN umgetastet werden. Diese Zustands­ veränderung tritt auf, wenn am Ausgang des UND-Gatters 146 in Fig. 5g das Signal hohen Pegels erscheint. Wenn an der Leitung 100 kein Abrufbefehl liegt, legt somit das Flipflop 144 an seine Ausgangsleitung 144 b das Signal niedrigen Pegels an und liegt auch am Ausgang des ODER-Gatters 126 das Signal niedrigen Pegels, das besagt, daß sich das Registriergerät in einem Zustand LESEN befindet. Solange an der Leitung 100 ein Abrufbefehl liegt, ist daher das Gatter 146 geschlossen, so daß es eine Veränderung des LESE-Zustandes verhindert, und dauert die Ausgabe an, solange der Abrufbefehl vorhanden ist. Nach dem Wegnehmen der Magnetspule erfolgt die Umschaltung in den Zustand ÜBERWACHEN erst, nachdem zwei Ausgaben durch­ geführt worden sind.

Um den Patienten mit dem Vorwarnsignal und dem Warnsignal (Arzt aufsuchen!) vertraut zu machen, die von dem Registriergerät abgegeben werden können, kann in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Arzt diese beiden Signale abrufen, z. B. indem er die Magnetspule auf­ setzt und dann sofort wieder wegnimmt. Wenn die Magnet­ spule derart weggenommen wird, daß das Registriergerät in den soeben beschriebenen Zustand FRÜHES LESEN gelangt, bewirken die von dem Flipflop 143 (Fig. 5g) nacheinander an die Leitungen 143 b und 143 a angelegten Signale hohen Pegels, daß die UND-Gatter 149 bzw. 148 geöffnet werden. Das UND- Gatter 149 gibt ein Signal hohen Pegels über die Leitung 149 a an den Eingang des UND-Gatters 150 ab, das zu der Patienten­ reizeinrichtung gemäß Fig. 5e gehört und ferner von dem RAM-Adressenzähler 47 in Fig. 5b die Adressenleitungs­ signale und erhält. Infolgedessen be­ steht das Ausgangssignal des UND-Gatters 150 aus Paaren von Impulsen, die eine Breite von je 1,25 Sekunden und einen Abstand von 10 Sekunden haben und die über das ODER-Gatter 95 weitergegeben werden, um das Warnsignal abzurufen, das normalerweise erzeugt wird, wenn der Patient eine Difibrillation erfahren hat und zum sofortigen Arztbesuch aufgefordert werden muß. Das von dem UND-Gatter 148 in Fig. 5g an die Leitung 148 a angelegte Signal wird zusammen mit dem Signal in der Adressensignalleitung an das UND-Gatter 151 in Fig. 5e angelegt, das daraufhin an das ODER-Gatter 95 einen vierzig Sekunden andauernden Signalimpuls anlegt, durch den das Vorwarnsignal abgerufen wird, das normalerweise dem Patienten den Beginn eines Kammerflimmerns anzeigt.

Der in dem Sprechzimmer des Arztes vorhandene Empfänger wird hier nicht ausführlich beschrieben. Er kann von jeder geeigneten Art sein, sofern er geeignet ist, den von dem Registriergerät ausgegebenen, seriellen Datenbitstrom zu empfangen und zu decodieren und dann in gewünschter Form aufzuzeichnen oder darzustellen. Zu diesem Zweck genügt es, den seriellen Datenbitstrom in die Achtbitinkremente oder -worte aufzuteilen, die für die Ausgabe der Herzstrom­ daten aus dem RAM-Speicher und der Betriebsbedingungsdaten verwendet werden, die den verschiedenen Zählern und dem Kennzeichengeber entnommen werden, die zu dem Registriergerät gehören.

Claims (8)

1. Registriergerät zum Speichern und Auslesen von Herzaktions­ potentialen und zum Überwachen der Funktion eines implantier­ baren automatischen Herzrhythmuskorrekturgerätes mit
einer Steuereinheit zum Steuern des Speicherns und Aus­ lesens,
einem ersten Speicherteil, der bis zum Wirksamwerden eines Steuersignals ständig die erfaßten Herzaktionspotentiale fortschreibt und nach dem Wirksamwerden des Steuersignals fixiert und
einem zweiten Speicherteil zum Speichern der Herzaktions­ potentiale ab dem Auftreten des Steuersignals,
dadurch gekennzeichnet,
daß das implatierbare automatische Herzrhythmuskorrekturgerät ein Defibrillator ist,
daß das Registriergerät implantierbar ausgebildet ist,
daß der Defibrillator das Steuersignal bei Auftreten eines Herzkammerflimmerns übermittelt
und daß eine implantierbare Warneinrichtung (22) für den Patienten vorgesehen ist, die bei Auftreten des Herzkammer­ flimmerns ein erstes Warnsignal und nach dem Betrieb des Defibrillators ein zweites Warnsignal liefert.

2. Registriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Warnsignal durch den Patienten vonein­ ander unterscheidbar sind.

3. Registriergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Warneinrichtung (22) zur Erzeugung des ersten und zweiten Warnsignals eine implantierbare Elektroimpuls­ quelle (10) und eine daran angeschlossene subkupane Elektro­ denanordnung (23) für die Beaufschlagung mit Elektroimpulsen für das Erzeugen eines Patientenkitzelreizes aufweist.

4. Registriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausgabeeinrichtung zur abrufbaren Ausgabe der in den Speicherteilen (14, 46 a-f) gespeicherten Daten.

5. Registriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Speicherteil vor­ gesehen ist, der durch den Arzt des Patienten zurücksetzbar ist und der auf das Wirksamwerden des automatischen Defi­ brillators durch die Speicherung mindestens eines der fol­ genden Daten anspricht: (a) die Anzahl der Flimmerepisoden, denen der Patient seit seinem letzten Arztbesuch ausgesetzt war; (b) die Anzahl der in das Herz des Patienten abgege­ benen Defibrillationsstromstöße; (c) die zwischen dem letzten Arztbesuch des Patienten und der ersten darauf­ folgenden Flimmerepisode verstrichene Zeit und (d) die seit dem letzten Arztbesuch des Patienten verstrichene Zeit.

6. Registriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Synchronsignalgeber, der aufgrund des Abrufbefehls vor der Ausgabe der gespeicherten Daten bewirkt, daß über die Übertragungseinrichtung ein vorher­ bestimmtes Signalmuster zum Synchronisieren des Empfängers für die Datenausgabe ausgegeben wird.

7. Registriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Steuerung der Übertragungseinrichtung derart, daß sie die genannten Daten nach dem Erteilen jedes Abrufbefehls durch den Arzt minde­ stens zweimal ausgibt.

8. Registriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine von dem Arzt betätigbare Ein­ richtung zum wahlweisen Abruf des ersten und zweiten Warn­ signals.