DE3722829C2

DE3722829C2 - Method and arrangement for controlling the pulse delivery of an implantable electromedical device

Info

Publication number: DE3722829C2
Application number: DE3722829A
Authority: DE
Inventors: Max Schaldach
Original assignee: Biotronik Mess und Therapiegeraete GmbH and Co
Current assignee: Biotronik SE and Co KG
Priority date: 1987-07-07
Filing date: 1987-07-07
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2007-07-08
Also published as: DE3722829A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Impulsabgabe eines implantierbaren elektromedizinischen Gerätes über Ausgangsverstärker, wobei die die Impulsauslösung bestimmende Betriebsart und -parameter nach der Implantation über eine Übertragungsstrecke von einem externen Programmgeber zu einem internen Programmierteil programmiert und eingestellt oder verändert werden können. Außerdem betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, mit einem externen Programmgeber zur Abgabe kodierter Signale an einen externen Signalübertrager und mit einem implantierbaren elektromedizinischen Gerät, das einen die kodierten Signale empfangenden internen Signalübertrager, ein mit dem internen Signalübertrager verbundenes Programmierteil und eine die Impulsabgabe in Abhängigkeit von Ausgangssignalen des Programmierteils steuernde Verknüpfungslogik enthält, die mit einem oder mehreren Aus gangsverstärkern verbunden ist.The invention relates to a method for controlling the delivery of a pulse implantable electromedical device via output amplifier, the operating mode and parameters determining the triggering of the pulse after implantation over a transmission path from an external programmer to one internal programming part can be programmed and set or changed can. The invention also relates to an arrangement for carrying out the Procedure with an external programmer to deliver coded signals an external signal transmitter and with an implantable electromedical Device which has an internal signal transmitter receiving the coded signals programming part connected to the internal signal transmitter and a die Pulse output depending on the output signals of the programming part controlling logic logic that includes one or more off gear amplifiers is connected.

Es sind verschiedene Verfahren zur Steuerung der Impulsabgabe eines implantier baren elektromedizinischen Gerätes, insbesondere eines Herzschrittmachers, zur Diagnose und Langzeit- sowie Kurzzeittherapie bekannt, die ein breites Behand lungsspektrum in der Elektrotherapie von beispielsweise brady- und tachykarden Herzrhythmusstörungen ermöglichen. Durch die Programmierbarkeit der ver schiedenen Verfahren auch nach der Implantation des implantierbaren elek tromedizinischen Geräts kann die Funktion des elektromedizinischen Geräts den jeweiligen Anforderungen an die Diagnose und Therapie durch Umprogrammieren angepaßt werden, ohne daß operative Eingriffe mit den damit unter Umständen verbundenen zusätzlichen Risiken erforderlich sind. Zu diesem Zweck wird in einem externen Programmgeber ein geeignetes Programm angewählt und über eine Übertragungsstrecke, die einen externen und internen Signalübertrager umfaßt, ein im implantierbaren elektromedizinischen Gerät enthaltenes Programmierteil in geeigneter Weise programmiert sowie neben der gewünschten Betriebsart auch die optimalen Betriebsparameter eingestellt.There are various methods for controlling the pulse delivery of an implant baren electromedical device, in particular a pacemaker Diagnosis and long-term as well as short-term therapy known, which a broad treatment Spectrum of electrotherapy, for example, brady and tachy cards Allow cardiac arrhythmia. The programmability of ver different procedures even after implantation of the implantable elec tromedical device, the function of the electromedical device respective requirements for diagnosis and therapy by reprogramming be adjusted without any operational intervention with the circumstances associated additional risks are required. For this purpose, in one external programmer selected a suitable program and via a Transmission path, which includes an external and internal signal transmitter programming part contained in the implantable electromedical device in appropriately programmed and in addition to the desired operating mode optimal operating parameters set.

So tritt beispielsweise bei Zweikammer-Schrittmachern die Notwendigkeit, den Schrittmacher in seiner Funktionsweise umzuprogrammieren, verhältnismäßig häufig auf. Beispielsweise kann ein Verlust der Wahrnehmungsfähigkeit atrialer Detektions funktionen dazu führen, daß der universale Zweikammer-Stimulationsmodus DDD durch den Wegfall der atrialen Detektionsfunktion in einen VVI-Modus um programmiert werden muß. Auch das gehäufte Auftreten atrialer Rhythmus störungen, die sich ansonsten nicht beseitigen lassen, kann es im Einzelfall notwendig machen, ein physiologisches Schrittmachersystem in einen Ventrikel- Schrittmacher zurückzuverwandeln. Die Funktionsvielfalt moderner Zwei kammer-Schrittmacher mit umfassenden Einstellbereichen der Stimulations- und Detektionsparameter sowie die Verfügbarkeit eines breiten Spektrums an Stimulationsverfahren zur Diagnose sowie Akut- und Langzeittherapie von Herzrhythmusstörungen unterschiedlichster Pathogenese ermöglicht es, neben einem Verzicht auf operative Eingriffe ein individuelles Programm zu erstellen, das auf die jeweiligen Bedürfnisse eines Patienten abgestellt ist.For example, in the case of two-chamber pacemakers, the need arises Reprogramming pacemakers in terms of how they work is relatively common on. For example, loss of cognitive ability of atrial detection functions cause the universal dual-chamber stimulation mode DDD due to the elimination of the atrial detection function in a VVI mode must be programmed. The frequent occurrence of atrial rhythm In individual cases, malfunctions that cannot otherwise be eliminated make it necessary to insert a physiological pacemaker system into a ventricular Convert pacemakers back. The variety of functions of modern two chamber pacemaker with extensive adjustment ranges of the stimulation and Detection parameters and the availability of a wide range Stimulation procedures for diagnosis as well as acute and long-term therapy of Cardiac arrhythmias of various pathogenesis makes it possible, in addition to a waiver of surgical interventions to create an individual program that is tailored to the respective needs of a patient.

Zur Diagnose von Herzrythmusstörungen sowie zur Optimierung von Stimulations programmen ist es jedoch erforderlich, beispielsweise intermittierende Störungen bei der Detektion von Eigenaktionen eines Patienten aufzudecken und bestimmte Eigenschaften der ventrikuloatrialen bzw. atrioventrikulären Leitung genauer zu untersuchen, um beispielsweise Leitungsverzögerungen bei Frequenzerhöhungen usw. zu erfassen. Dies trifft insbesondere bei jüngeren DDD-Patienten zu, die einerseits hämodynamisch von hohen Synchronisationsfrequenzen profitieren, andererseits aber durch schrittmachervermittelte Tachykardien infolge ventrikuloa trialer Überleitung belastet sind. For the diagnosis of cardiac arrhythmias and for the optimization of stimulations programs, however, it is necessary, for example intermittent disturbances in detecting a patient's own actions and certain Properties of ventriculoatrial or atrioventricular conduction more precisely investigate, for example, line delays with frequency increases etc. to capture. This is especially true in younger DDD patients who on the one hand benefit hemodynamically from high synchronization frequencies, on the other hand through pacemaker-mediated tachycardia due to ventriculoa trialer reconciliation are charged.

Für diagnose- und akuttherapeutische Anwendungszwecke ist es bekannt, atriale und/oder ventrikuläre Schrittmacherimpulse durch Brustwandstimulation zu triggern. Dieses Verfahren ist klinisch für die Diagnose und Akuttherapie tachykarder Rhythmusstörungen sowie für serielle Untersuchungen zur Wirksamkeitsbestim mung medikamentöser Therapie zum Einsatz gekommen. Diese externe Impuls triggerung durch Brustwandstimulation mittels eines externen Stimulationsgerätes ist jedoch durch die atriale bzw. ventrikuläre Schrittmacherrefraktärzeit limitiert, so daß nur eine limitierte elektrophysiologische Untersuchung möglich ist.It is known for diagnostic and acute therapeutic applications, atrial and / or trigger ventricular pacemaker pulses by chest wall stimulation. This procedure is clinical for tachycardia diagnosis and acute therapy Rhythm disorders and for serial examinations to determine efficacy medication therapy. This external impulse triggering by chest wall stimulation using an external stimulation device is, however, limited by the atrial or ventricular pacemaker refractory period that only a limited electrophysiological examination is possible.

Aus der US-PS 4,515,160 sowie aus der EP-A 0 107 483 sind jeweils implantier bare Herzschrittmacher bekannt, die drahtlos mittels eines Programmierkopfes programmiert oder umprogrammiert werden können. Außerdem ist es bei diesen Systemen vorgesehen, auch Daten aus dem implantierten Herzschrittmacher drahtlos auszulesen, um auf diese Weise Marker-Signale oder andere Daten zu gewinnen, die es ermöglichen, die Umprogrammierung optimal anzupassen oder zu einem günstigen Zeitpunkt vorzunehmen. Die Stimulationsauslösung im implan tierten Herzschrittmacher erfolgt durch Abarbeitung der durch den Programmierkopf übertragenen Programme.US Pat. No. 4,515,160 and EP-A 0 107 483 each have implants bare pacemakers known to be wireless using a programming head can be programmed or reprogrammed. It is also with these Systems provided, including data from the implanted pacemaker read out wirelessly in order to receive marker signals or other data win, which make it possible to optimally adapt or reprogram at a convenient time. The stimulation trigger in the implan pacemakers are processed by the programming head broadcast programs.

Die US-PS 4,601,291 zeigt ein ähnliches Herzschrittmachersystem, bei dem Daten aus einem implantierten Herzschrittmacher über einen Programmierkopf drahtlos auslesbar sind und graphisch dargestellt werden können. In dieser Patentschrift sind auch weitere Ausführungen zu der Kommunikation zwischen dem implantierten Herzschrittmacher und den externen Geräten beschrieben.U.S. Patent 4,601,291 shows a similar pacemaker system in which data wirelessly from an implanted pacemaker via a programming head are readable and can be displayed graphically. In this patent also further statements on the communication between the implanted Pacemaker and external devices described.

Aus der DD 155 716 geht schließlich ein Verfahren zum Informationsaustausch mit einem implantierten Herzschrittmacher hervor, das eine Dialogmöglichkeit zwischen dem implantierten Herzschrittmacher und einem zugehörigen externen Programmier- oder Steuergerät zuläßt, um neben technischen Parametern bespielsweise im Herzschrittmacher gespeicherte Verlaufsdaten und/oder Patientendaten abzufragen und auf der Basis der ermittelten Werte entsprechende Entscheidungen fällen zu können. Dabei werden die jeweiligen Informationssignale gegen die innerhalb der Normalfunktion des Herzschrittmachers aufgenommenen bzw. erzeugten Funktions signale zunächst eindeutig aufgrund ihrer festgelegten Impulsstruktur abgegrenzt. Diese Impulsstrukturen dienen somit der Kennung der Informationssignale. Diese werden vorzugsweise in der absoluten Refraktärzeit des Herzens übertragen, um das Herz nicht unbeabsichtigt zu stimulieren.From DD 155 716, finally, a procedure for exchanging information is included an implanted pacemaker, which provides a dialogue between the implanted pacemaker and an associated external programming or control unit allows, in addition to technical parameters, for example in Query pacemaker stored history data and / or patient data and based on the determined values, appropriate decisions are made can. The respective information signals are compared to those within the Normal function of the pacemaker recorded or generated function signals are initially clearly delimited based on their defined impulse structure. These pulse structures thus serve to identify the information signals. This are preferably transmitted in the absolute refractory period of the heart to not accidentally stimulate the heart.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung der Impulsabgabe eines implantierbaren elektromedizinischen Gerätes zu schaffen, dessen Einsatzmöglichkeiten erweitert und dadurch eine universelle Diagnose und Therapie unterschiedlicher Körperfunktionsstörungen, insbesondere eine nichtinvasi ve Durchführung elektrophysiologischer Untersuchungsprotokolle und eine Optimierung von Stimulationsprogrammen ermöglicht.The object of the present invention is to provide a method for controlling the To provide pulse delivery of an implantable electromedical device, its possible uses and thus a universal diagnosis and Therapy of various bodily dysfunctions, especially a non-invasive one ve conduct electrophysiological examination protocols and a Optimization of stimulation programs enabled.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Impulsabgaben des implantierbaren elektromedizinischen Geräts extern durch die Übertragung kodierter Signale vom externen Programm geber zum internen Programmierteil getriggert wird und bei dem auf ein externes kodiertes Signal hin je nach Kodierung unmittelbar ein Impuls über den der Kodierung entsprechenden Ausgangsverstärker abgegeben wird. Außerdem wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der der externe Programmgeber mit einem externen Impulsgeber zur externen Impuls triggerung des implantierbaren elektromedizinischen Geräts verbunden ist und bei der das interne Programmierteil des implantierbaren elektromedizinischen Geräts unmittelbar mit dem Impulsausgang bzw. den Impulsausgängen des implantierbaren elektromedizinischen Geräts verbunden ist, derart, daß auf ein kodiertes Signal des externen Impulsgebers hin je nach Kodierung unmittelbar ein Impuls über den der Kodierung entsprechenden Ausgangsverstärker abgegeben wird.This object is achieved according to the invention by a method of the aforementioned Type solved in which the pulse deliveries of the implantable electromedical External devices by transmitting coded signals from the external program is triggered to the internal programming part and to an external one coded signal depending on the coding immediately a pulse over the Coding corresponding output amplifier is delivered. In addition, the Object achieved by a device of the type mentioned, in which the external programmer with an external pulse generator for external pulse triggering the implantable electromedical device is connected and at the the internal programming part of the implantable electromedical device directly with the pulse output or the pulse outputs of the implantable Electromedical device is connected, such that on a coded Signal from the external pulse generator depending on the coding immediately a pulse over the output amplifier corresponding to the coding is delivered.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet eine universelle Diagnose sowie Akut- und Langzeittherapie von Körperfunktionsstörungen ganz unterschiedlicher Pathogenese, ohne daß operative Eingriffe mit den damit verbundenen zusätzlichen Risiken erforderlich sind, insbesondere können intermittierende Störungen bei der Detektion von Eigenaktionen eines Patienten aufgedeckt werden. Bei Ein- und Zweikammer- Herzschrittmachern eignet sich die externe Impulstriggerung für nichtinvasive Untersuchungen der ventrikuloatrialen Überleitung, wobei der durch atriale De tektion getriggerte Vorhofimpuls als Markierungsimpuls und - bei regelmäßigem Auftreten nach der Kammerstimulation - als Indiz für die retrograde Vorhofdepolari sierung gewertet werden kann. Die externe Impulstriggerung durch kodierte Signale und der Empfang von kodierten Signalen für die Markierung von Senseereignissen ermöglicht neben einer beliebigen Variation von Untersuchungsprotokollen beispielsweise zur Untersuchung der Eigenschaften der VA- oder AV-Leitung eine Optimierung von Stimulationsprogrammen. Dabei ist die externe Impulstriggerung durch kodierte Signale nicht durch die atriale bzw. ventrikuläre Schrittma cherrefraktärzeit limitiert, so daß im Gegensatz zur externen Impulstriggerung durch Brustwandstimulation bei der Impulstriggerung durch kodierte Signale eine effektive Stimulation mit genügend hoher Frequenz gewährleistet ist. Außerdem gestattet die externe Impulstriggerung mittels kodierter Signale die Synchronisation der Triggerimpulse mit dem Eigenrhythmus des Patienten, da vom Schrittmacher ausgesendete kodierte Detektionssignale empfangen und im externen Stimulations gerät nach Transformierung verarbeitet werden können.The solution according to the invention allows universal diagnosis as well as acute and Long-term therapy of bodily dysfunction of very different pathogenesis, without surgical intervention with the associated additional risks are necessary, in particular, intermittent interference in the detection of a patient's own actions. With one and two chamber External pulse triggering is suitable for pacemakers for non-invasive Examinations of the ventriculoatrial conduction, whereby the by atrial De tection triggered atrial impulse as a marking impulse and - with regular Occurrence after ventricular stimulation - as an indication of retrograde atrial depolarism can be evaluated. External pulse triggering using coded signals and the receipt of encoded signals for marking sense events enables in addition to any variation of examination protocols for example, to investigate the properties of the VA or AV line Optimization of stimulation programs. Here is the external pulse triggering by coded signals not by the atrial or ventricular pace The refractory period is limited, so that, in contrast to external pulse triggering Chest wall stimulation is effective in pulse triggering through coded signals Stimulation with a sufficiently high frequency is guaranteed. In addition, the external pulse triggering by means of coded signals the synchronization of the Trigger pulses with the patient's own rhythm, as from the pacemaker transmitted coded detection signals received and in external stimulation device can be processed after transformation.

Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die externe Impulstriggerung mittels kodierter Signale für eine Kurz- oder Langzeittherapie zur Prävention von Impulsinhibierung durch Störsignale insbesondere bei schrittmacherabhängigen Patienten einzusetzen. Somit eignet sich die externe Impulstriggerung durch kodierte Signale sowie der Empfang von kodierten Signalen für die Markierung von Senseereignissen für eine umfassende elekrophysiologische Untersuchung und für eine erweiterte Therapie möglichkeit schrittmacherabhängiger Patienten.There is also the possibility of external pulse triggering using coded Signals for short or long-term therapy to prevent impulse inhibition by using interference signals, especially in pacemaker-dependent patients. External pulse triggering using coded signals and the Receiving coded signals for marking sense events for a comprehensive electrophysiological examination and for advanced therapy possibility of pacemaker-dependent patients.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsabgabe des implantierbaren elektromedizinischen Gerätes während der Dauer des Bestehens der Übertragungsstrecke zwischen externem Programmgeber und internem Programmierteil getriggert wird. Dadurch wird sichergestellt, daß die Programmierung dieser Stimulationsart einen Temporär status aufweist, d. h. die externe Impulstriggerung nur während des Bestehens der Übertragungsstrecke zwischen externem Programmgeber und dem Herzschritt macher aktiviert bleibt, d. h. solange im Falle eines Herzschrittmachers als implantierbarem elektromedizinischen Gerät der Programmierkopf als externer Signalübertrager aufgelegt ist. Das Stimulationsprogramm des Schrittmachers bleibt ansonsten aktiviert. Lediglich bei externer Impulstriggerung hat diese Priorität.This is an advantageous embodiment of the method according to the invention characterized in that the pulse delivery of the implantable electromedical Device for the duration of the existence of the transmission link between external programmer and internal programming part triggered becomes. Thereby it is ensured that the programming of this type of stimulation is temporary status, d. H. the external pulse triggering only during the existence of the Transmission path between the external programmer and the heart step maker remains activated, d. H. as long as in the case of a pacemaker implantable electromedical device the programming head as external Signal transmitter is connected. The pacemaker's stimulation program remains otherwise activated. This has priority only with external pulse triggering.

Zusätzlich oder alternativ dazu kann die externe Impulstriggerung auch mit einer bestimmten Stimulationsart, beispielsweise "000" programmiert werden, so daß die extern getriggerte Stimulation dann von keiner anderen Stimulation abgelöst wird.Additionally or alternatively, the external pulse triggering can also be carried out with a certain stimulation type, for example "000" can be programmed so that the externally triggered stimulation is then not replaced by any other stimulation becomes.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur externen Impulstriggerung ein für die Durchführung eines gewünschten Programms geeigneter externer Impulsgeber an den externen Pro grammgeber angeschlossen wird, in dem die vom externen Impulsgeber abgegebe nen Impulse in kodierte Signale transformiert, über einen externen und internen Signalübertrager zum implantierbaren elektromedizinischen Gerät gesendet werden und die Impulse in Abhängigkeit von der jeweiligen Kodierung die Impulsabgabe des implantierbaren elektromedizinischen Geräts triggern. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ermöglicht es, daß je nach Kodierung ein atrialer bzw. ventrikulärer Impuls getriggert und umgekehrt vom Schrittmacher kodierte Signale zur Markierung atrialer bzw. ventrikulärer Senseereignisse an den externen Programmgeber übertragen werden kann, die dort nach einer weiteren Ausgestal tung der erfindungsgemäßen Lösung in analoge Signale transformiert, auf das externe Stimulationsgerät übertragen und in diesem beispielsweise zur Syn chronisation der Impulsabgabe verwertet werden können. Auf diese Weise lassen sich nichtinvasiv die verschiedensten elektrophysiologischen Untersuchungs protokolle mit Einschluß der gekoppelten und gepaarten Extrastimulation durch führen.This is a further advantageous embodiment of the solution according to the invention characterized in that for external pulse triggering a for carrying out a desired program suitable external pulse generator to the external Pro is connected to the encoder, which is emitted by the external pulse generator NEN pulses transformed into coded signals, via an external and internal Signal transmitters are sent to the implantable electromedical device and the pulses, depending on the respective coding, the pulse output of the trigger implantable electromedical device. This configuration of the The solution according to the invention enables an atrial or Ventricular pulse triggered and vice versa signals encoded by the pacemaker for marking atrial or ventricular sense events on the external Programmer can be transferred there after another Ausgestal device of the solution according to the invention transformed into analog signals on the transmit external stimulation device and, for example, to the syn Chronization of the pulse output can be used. Let it this way the most diverse electrophysiological examinations protocols including the coupled and paired extra stimulation to lead.

Vorteilhafte Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Merkmalen der Ansprüche 3 bis 11 zu entnehmen.Advantageous arrangements for performing the method according to the invention can be gathered from the features of claims 3 to 11.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.Based on an embodiment shown in the drawing, the Invention will be explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Zweikammer-Herzschrittmachers, der über einen mit einem externen Impulsgeber zur externen Impulstriggerung verbundenen externen Programmgeber programmierbar ist und Fig. 1 is a block diagram of a two-chamber pacemaker, which is programmable via an external programmer connected to an external pulse generator for external pulse triggering and

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Programmgebers gemäß Fig. 1 mit über eine Schnittstelle angeschlossenen zusätzlichen Geräten. Fig. 2 is a block diagram of the programmer of FIG. 1 with additional devices connected via an interface.

Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt einen strichpunktiert umrahmten Zweikammer-Herzschrittmacher 1, der einen internen Signalübertrager 10 zum Empfang und Senden kodierter Signale aufweist, sowie ein mit dem internen Signalübertrager 10 verbundenes Programmierteil 11, das die kodierten Signale in ein gewünschtes Programm zur Steuerung einer Verknüpfungslogik 12 umsetzt, die eingangsseitig mit einem atrialen und ventrikulären Senseeingang zum Empfang von Detektionssignalen versehen ist. Die Senseeingänge sind normalerweise unmittelbar mit den Ausgängen je eines atrialen und ventrikulären Abtastverstärkers 13, 14 verbunden, deren Eingänge über ein Elektrodenkabel mit dem im Myokard verankerten Elektroden zur Übertragung der vom Schrittmacher abgegebenen Stimulationsimpulse auf das Herz verbunden sind. The block diagram shown in Fig. 1 shows a dash-dotted double chamber pacemaker 1 , which has an internal signal transmitter 10 for receiving and sending coded signals, and a programming part 11 connected to the internal signal transmitter 10 , which the coded signals into a desired program for control implements a logic logic 12 , which is provided on the input side with an atrial and ventricular sensor input for receiving detection signals. The sensor inputs are normally connected directly to the outputs of an atrial and ventricular sense amplifier 13 , 14 , the inputs of which are connected via an electrode cable to the electrodes anchored in the myocardium for the transmission of the stimulation pulses emitted by the pacemaker to the heart.

Der atriale und ventrikuläre Stimulationsausgang der Verknüpfungslogik 12 sind an einen Atrium-Ausgangsverstärker 19 sowie einen Ventrikulum-Ausgangsverstärker 20 angeschlossen, die eingangsseitig zusätzlich mit einem nicht näher dargestellten Impulsgeber und ausgangsseitig mit der Atrium- bzw. Ventrikulum-Elektrode zur Stimulierung des Herzen eines Patienten verbunden sind.The atrial and ventricular stimulation output of the connection logic 12 are connected to an atrium output amplifier 19 and a ventricular output amplifier 20 , which are additionally connected on the input side to a pulse generator (not shown in more detail) and on the output side to the atrium or ventricular electrode for stimulating the heart of a patient are.

Das Programmierteil 11 weist zwei atriale und ventrikuläre Ausgänge auf, die mit je einem ersten Eingang eines ODER-Gatters 15, 16, 17, 18 verbunden sind, deren jeweils zweiter Eingang mit dem atrialen bzw. ventrikulären Abtastverstärker 13, 14 sowie mit dem atrialen und ventrikulären Impulsausgang der Verknüpfungslogik 12 verbunden sind. Die Ausgänge der beiden ersten ODER-Gatter 15, 16 sind an den Atrium- und Ventrikulum-Senseeingang der Verknüpfungslogik 12 ange schlossen, während die Ausgänge der zweiten ODER-Gatter 17, 18 die Eingänge der Atrium- und Ventrikulum-Ausgangsverstärker 19, 20 beaufschlagen.The programming part 11 has two atrial and ventricular outputs, each of which is connected to a first input of an OR gate 15 , 16 , 17 , 18 , the second input of which is connected to the atrial and ventricular sense amplifier 13 , 14 and to the atrial and Ventricular pulse output of the logic logic 12 are connected. The outputs of the first two OR gates 15 , 16 are connected to the atrium and ventricular sense input of the logic logic 12 , while the outputs of the second OR gates 17 , 18 act on the inputs of the atrial and ventricular output amplifiers 19 , 20 .

Die Verbindung des Zweikammer-Herzschrittmachers 1 zum externen Programmge ber 5 wird über einen externen Signalübertrager 2 in Form beispielsweise eines Programmierkopfes hergestellt, der im Betrieb zur Programmierung des Herzschritt machers 1 auf die Brustwand des zu behandelnden Patienten in der Nähe des Herzschrittmachers 1 aufgelegt wird. Der externe Programmgeber 5, der als Programmier- und Überwachungsgerät ausgeführt sein kann, ist wechselseitig mit den Elektroden und dem Schreiber eines EKG 4 und einem externen Stimulations- bzw. Triggergerät 3 verbunden.The connection of the two-chamber pacemaker 1 to the external programmer 5 is established via an external signal transmitter 2 in the form, for example, of a programming head, which is placed on the chest wall of the patient to be treated in the vicinity of the pacemaker 1 during operation for programming the pacemaker 1 . The external programmer 5 , which can be designed as a programming and monitoring device, is mutually connected to the electrodes and the recorder of an EKG 4 and an external stimulation or trigger device 3 .

Der externe Signalübertrager bzw. der Programmierkopf 2 dient zum Empfang und Aussenden von vom externen Programmgeber 5 empfangenen kodierten Signalen, wobei die Signalübertragung beispielsweise im HF-Modus bei zusätzlicher Anordnung eines Magnetschalters zur Initiierung der Programmübertragung erfolgen kann.The external signal transmitter or the programming head 2 serves to receive and transmit coded signals received by the external programmer 5 , the signal transmission being able to take place, for example, in the HF mode with the additional arrangement of a magnetic switch for initiating the program transmission.

Nachstehend soll das erfindungsgemäße Verfahren der externen Impulstriggerung durch kodierte Signale und der Empfang von kodierten Signalen für die Markierung von Senseereignissen näher erläutert werden.The method of external pulse triggering according to the invention is described below through coded signals and the receipt of coded signals for marking of sense events are explained in more detail.

Durch Auflegen des Programmierkopfes 2 und/oder durch zusätzliche Eingabe einer Stimulationsart "000" wird die Programmierung dieser Stimulationsart aktiviert und bleibt solange aufrechterhalten wie der Programmierkopf 2 aufgelegt ist oder eine andere Stimulationsart programmiert wird, so daß die extern getriggerte Stimulation in diesem Zeitraum von keiner "stand-by"-Stimulation abgelöst wird. Zur externen Triggerung wird ein für die Durchführung des gewünschten Programms geeignetes externes Stimulationsgerät als externer Impulsgeber 3 mit den Ein- und Ausgängen, die für die atriale und ventrikuläre Elektrode bestimmt sind, an den externen Programmgeber 5 angeschlossen. Die vom externen Stimulations- oder Triggergerät 3 abgegebenen Stimulationsimpulse werden im externen Programmgeber 5 in kodierte Signale transformiert und über den aufgelegten Programmierkopf 2 an den internen Signalübertrager 10 im Herzschrittmacher 1 gesendet und triggern, je nach Kodierung, einen atrialen bzw. ventrikulären Impuls. Dieser Impuls wird unmittelbar über die ODER-Gatter 17, 18 auf die Atrium- und Ventrikulum-Ausgangsverstärker 19, 20 übertragen.By placing the programming head 2 and / or by additionally entering a stimulation type "000", the programming of this stimulation type is activated and is maintained as long as the programming head 2 is on-hook or another type of stimulation is being programmed, so that the externally triggered stimulation is not performed by anybody during this period "stand-by" stimulation is replaced. For external triggering, an external stimulation device suitable for carrying out the desired program is connected as external pulse generator 3 with the inputs and outputs, which are intended for the atrial and ventricular electrodes, to the external program generator 5 . The stimulation pulses emitted by the external stimulation or trigger device 3 are transformed into coded signals in the external programmer 5 and sent via the applied programming head 2 to the internal signal transmitter 10 in the pacemaker 1 and trigger an atrial or ventricular pulse, depending on the coding. This pulse is transmitted directly via the OR gates 17 , 18 to the atrial and ventricular output amplifiers 19 , 20 .

Umgekehrt können vom Schrittmacher 1 kodierte Signale zur Markierung atrialer bzw. ventrikulärer Senseereignisse an den Programmgeber 5 übertragen werden, indem die von den Abtastverstärkern 13, 14 empfangenen atrialen bzw. ventri kulären Impulse entweder unmittelbar an den internen Signalübertrager 10 und von dort weiter über den Programmierkopf 2 an den externen Programmgeber 5 übertragen werden oder indem die Ausgangssignale der Abtastverstärker 13, 14 über das Programmierteil 11 geleitet werden, dort in kodierte Signale umgeformt und über den internen Signalübertrager 10, und den Programmierkopf 2 zum externen Programmgeber 5 übertragen werden. Im externen Programmgeber 5 werden die kodierten Senseereignisse in analoge Signale transformiert und an das externe Stimulationsgerät 3 übertragen, wo sie beispielsweise zur Synchronisation der Impulsabgabe verwertet werden.Conversely, signals coded by the pacemaker 1 for marking atrial or ventricular sense events can be transmitted to the program generator 5 by the atrial or ventricular pulses received by the sense amplifiers 13 , 14 either directly to the internal signal transmitter 10 and from there via the programming head 2 are transmitted to the external programmer 5 or by passing the output signals of the sense amplifiers 13 , 14 via the programming part 11 , where they are converted into coded signals and transmitted to the external programmer 5 via the internal signal transmitter 10 and the programming head 2 . In the external programmer 5 , the coded sense events are transformed into analog signals and transmitted to the external stimulation device 3 , where they are used, for example, to synchronize the pulse output.

Die mit den beiden ersten Eingängen der beiden ersten ODER-Gatter 15, 16 verbundenen Atrium- und Ventrikulum-Ausgänge des Programmierteils 11 dienen beispielsweise zur Überprüfung der Funktion und Lage der Elektroden, indem beim Ausbleiben oder mangelhafter Qualität von Senseereignissen sichergestellt werden kann, daß kein Fehler im Herzschrittmacher 1 selbst vorliegt. Führen nämlich die über diese Ausgänge des Programmierteils 11 abgegebenen Impulse zu einer korrekten Verknüpfung von Stimulationsimpulsen in der Verknüpfungslogik 12, während dies bei alleiniger Abgabe von Sense-Impulsen über die Abtastverstärker 13, 14 nicht der Fall ist, so kann daraus geschlossen werden, daß die Elektroden nicht korrekt positioniert sind oder mangelhaft arbeiten.The atrium and ventricular outputs of the programming part 11 connected to the first two inputs of the first two OR gates 15 , 16 are used, for example, to check the function and position of the electrodes by ensuring that none or lacking quality of sense events There is an error in pacemaker 1 itself. If the pulses emitted via these outputs of the programming part 11 lead to a correct combination of stimulation impulses in the combination logic 12 , while this is not the case with the sole emission of sense impulses via the sense amplifiers 13 , 14 , it can be concluded that the Electrodes are not positioned correctly or work poorly.

Durch die externe Impulstriggerung mittels kodierter Signale ist die Synchronisation der Triggerimpulse mit dem Eigenrhythmus des Patienten möglich, da die vom Schrittmacher 1 ausgesendeten kodierten Detektionssignale über den Programmier kopf 2 vom Programmgeber 5 und nach Weiterleitung zum externen Stimulations gerät nach Transformierung bearbeitet werden können. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Eigenschaften der VA- bzw. AV-Leitung genauer zu untersuchen, um Leitungsverzögerungen bei Frequenzerhöhung usw. feststellen zu können und daraus ein optimales Stimulationsprogramm ableiten zu können. Somit lassen sich nichtinvasiv die verschiedensten elektrophysiologischen Untersuchungsprotokolle mit Einschluß der gekoppelten und gepaarten Extrastimulation durchführen. Eine Begrenzung der elektrophysiologischen Untersuchungsprotokolle ergibt sich lediglich daraus, daß nur zwei Elektroden zur Verfügung stehen, deren Lage nicht verändert werden kann. Die Unveränderbarkeit der Elektrodenlage kann aber auch ein Vorteil sein, da sie die Ergebnisse serieller Untersuchungen insbesondere zur wiederholten Wirksamkeitsprüfung einer medikamentösen antiarrhythmischen Therapie besser vergleichbar macht.The external pulse triggering by means of coded signals makes it possible to synchronize the trigger pulses with the patient's own rhythm, since the coded detection signals transmitted by the pacemaker 1 can be processed by the programmer 5 via the programming head 2 and after being forwarded to the external stimulation device after transformation. In addition, there is the possibility of examining the properties of the VA or AV line in more detail in order to be able to determine line delays when increasing the frequency, etc., and to derive an optimal stimulation program from this. A wide variety of electrophysiological examination protocols including the coupled and paired extra stimulation can thus be carried out non-invasively. The only limitation of the electrophysiological examination protocols results from the fact that only two electrodes are available whose position cannot be changed. However, the unchangeability of the electrode position can also be an advantage, since it makes the results of serial examinations, in particular for the repeated effectiveness test of medicinal antiarrhythmic therapy, more comparable.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines externen Programmgebers 5 mit der Möglichkeit des Anschlusses eines externen Stimulations- bzw. Triggergerätes 3. Fig. 2 shows a block diagram of an external programmer 5 with the possibility of connecting an external stimulation or trigger equipment 3.

Der externe Impulsgeber 5 weist einen schraffiert dargestellten Adress-Bus A, einen Daten-Bus D und einen Steuer-Bus S auf. Adress-, Daten- und Steuer-Bus verbinden eine Zentraleinheit 50, einen RAM-Speicher 51 sowie eine Realzeituhr 52, ein Energiesteuerteil 54, einen Energieanschluß 55, eine Schnittstelleneinheit 56 für einen Drucker, eine Schnittstelle für die externe Triggerung 57, einen mit einem EKG-Eingang 62 verbundenen analog/digital-Wandler 58, einen mit einem EKG-Ausgang 63 verbundenen digital/analog-Wandler 59, eine LCD-Anzeige 60 und eine Tastatur mit einem Drehknopf 61.The external pulse generator 5 has a hatched address bus A, a data bus D and a control bus S. Address, data and control bus connect a central unit 50 , a RAM memory 51 and a real time clock 52 , an energy control part 54 , an energy connection 55 , an interface unit 56 for a printer, an interface for external triggering 57 , one with one Analog / digital converter 58 connected to the ECG input 62 , a digital / analog converter 59 connected to an EKG output 63 , an LCD display 60 and a keyboard with a rotary knob 61 .

Die Sende- und Empfangslogik 53 ist mit dem Programmierkopf 2 verbunden. Zusätzlich kann in den externen Programmgeber eine Batterie 7 und eine EPROM-Kartusche 8 eingeschoben werden.The transmission and reception logic 53 is connected to the programming head 2 . In addition, a battery 7 and an EPROM cartridge 8 can be inserted into the external programmer.

Die Schnittstelle für die externe Triggerung 57 ist mit dem externen Triggergerät 3 verbunden. Das Netzteil, der Drucker und eine galvanische Trennung 6 sind sowohl mit dem Energieanschluß 55 für eine Kleinspannung sowie der Schnittstelle für den Drucker 56 verbunden.The interface for external triggering 57 is connected to external trigger device 3 . The power supply unit, the printer and a galvanic isolation 6 are connected both to the energy connection 55 for a low voltage and to the interface for the printer 56 .

Durch die Verbindung des externen Programmgebers 5 mit dem externen Triggergerät 3 einerseits und einem EKG 4 andererseits besteht die Möglichkeit, die elektrophysiologischen Untersuchungen auf einem EKG zu dokumentieren und mittels des Druckers 6 auszudrucken.By connecting the external programmer 5 with the external trigger device 3 on the one hand and an EKG 4 on the other hand, it is possible to document the electrophysiological examinations on an EKG and to print them out by means of the printer 6 .

Claims

1. Method for controlling the pulse delivery of an implantable electromedical device ( 1 ) via output amplifiers ( 19 , 20 ), the operating mode and parameters determining the triggering of the pulse after implantation via a transmission path from an external program transmitter ( 5 ) to an internal programming part ( 11 ) can be programmed and set or changed, characterized in that the pulse output of the implantable electromedical device ( 1 ) is triggered externally by the transmission of coded signals from the external programmer ( 5 ) to the internal programming part ( 11 ) and that an external coded signal Depending on the coding, a pulse is emitted directly via the output amplifier ( 19 , 20 ) corresponding to the coding.

2. The method according to claim 1, characterized in that the pulse output of the implantable electromedical device ( 1 ) is triggered externally during the duration of the existence of the transmission link between the external programmer ( 5 ) and the internal programming part.

3. Arrangement for carrying out the method according to one of the preceding claims, with an external programmer for delivering coded signals to an external signal transmitter and with an implantable electromedical device, which receives the coded signals internal signal transmitter, a connected to the internal signal transmitter and programming part contains a logic circuit which controls the pulse output as a function of output signals of the programming part and is connected to one or more output amplifiers ( 19 , 20 ), characterized in that the external programmer ( 5 ) with an external pulse generator ( 3 ) for external pulse triggering of the implantable electromedical Device ( 1 ) is connected and that the internal programming part ( 11 ) of the implantable electromedical device ( 1 ) directly with the pulse output or the pulse outputs of the implantable electromedical device ( 1 ) verb isen such that, in response to a coded signal from the external pulse generator ( 3 ), depending on the coding, a pulse is emitted directly via the output amplifier ( 19 , 20 ) corresponding to the coding.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that an external pulse generator ( 3 ) suitable for carrying out a desired program is connected to the external program generator ( 5 ) for external pulse triggering, in which the pulses emitted by the external pulse generator ( 3 ) are encoded Signals are transformed and sent via an external and internal signal transmitter ( 2 ; 10 ) to the implantable electromedical device ( 1 ) and trigger the pulse output of the implantable electromedical device ( 1 ) depending on the respective coding.

5. Arrangement according to claim 3, characterized in that at least one pulse output of the programming part ( 11 ) is connected to an input of an OR gate ( 17 , 18 ), the other input of which is connected to a pulse output of the logic logic ( 12 ) and the latter Output is connected via a pulse generator ( 19 , 20 ) to the pulse output of the implantable electromedical device ( 1 ).

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the implantable electromedical device ( 1 ) contains at least one detection signal signal amplifier ( 13 , 14 ), at the input of body functions reproducing detection signals are present and its output with a first input of an OR gate ( 15 , 16 ) is connected, the second input of which is connected to a second pulse output of the programming part ( 11 ) and the output of which is connected to a scanning input of the logic circuit ( 12 ).

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that from the implantable electromedical device ( 1 ) encodes body functions reproducing detection signals, transmitted to the external programmer ( 5 ), transformed there into analog signals, transmitted to the external pulse generator ( 3 ) and for synchronization of the external Pulse delivery are processed.

8. Arrangement according to claim 6, characterized in that the output of the sense amplifier ( 13 , 14 ) is connected to an input of the programming part ( 11 ) or the internal signal transmitter ( 10 ).

9. Arrangement according to one of the preceding claims 3 to 8 for a programmable pacemaker, characterized in that the external pulse generator ( 3 ) consists of an external stimulation device ( 3 ) and the external signal transmitter consists of a programming head ( 2 ).

10. The arrangement according to claim 9, characterized in that the external stimulation device ( 3 ) with the inputs, which are intended for an atrial and ventricular electrode, is connected to a programming device ( 5 ), and that the output from the external stimulation device ( 3 ) and in the programming device ( 5 ) stimulation pulses transformed into coded signals via the programming head ( 2 ) placed on the chest wall of a patient to the implantable, programmable one- or two-chamber pacemaker ( 1 ) and can be transmitted as a function of the coding and an atrial and / or trigger ventricular pulse.

11. The arrangement according to claim 9 or 10, characterized in that the implantable, programmable one and / or two-chamber cardiac pacemaker ( 1 ) coded scanning signals for marking atrial or ventricular cardiac function scanning signals to the programming device ( 5 ) are transferable, the the transmitted signals are converted into analog signals and transmitted to the external stimulation device ( 3 ), in which the transmitted signals are processed to synchronize the pulse output.