DE3831809A1 - Zur mindestens teilweisen implantation im lebenden koerper bestimmtes geraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein zur mindestens teilweisen Implantation im lebenden Körper bestimmtes Gerät mit mindestens zwei über einen Nachrichtenübertra­ gungskanal untereinander verbundenen Moduln.

Solche Geräte sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Zum Beispiel be­ schreiben die EP-OS 00 11 935 und die EP-PS 00 11 936 ein externes Program­ miergerät und ein damit zu programmierendes implantierbares elektromedizini­ sches Gerät, bei denen das Probrammiergerät eine Sendeantenne und das im­ plantierbare Gerät eine Empfangsantenne aufweisen, die zum Programmieren miteinander ausgerichtet werden, um hochfrequente Programmiersignale als elektromagnetische Wellen transkutan von der Sende- zur Empfangsantenne zu übertragen. Weil hochfrequente elektromagnetische Wellen durch Körpergewebe stark gedämpft oder abgeschirmt werden, muß zum Programmieren die implan­ tierte Empfangsantenne genau lokalisiert werden. Ein solches Vorgehen ist be­ sonders umständlich, wenn mehrere programmierbare Moduln, z. B. ein Schritt­ macher, ein Defibrillator und ein Arzneimitteldosiergerät, implantiert sind, de­ ren Empfangsantennen dann alle einzeln aufgesucht werden müssen. In ähnli­ cher Weise werden bei einer bekannten Muskelstimulationseinrichtung (US-PS 45 24 774) von implantierten Sensoren erfaßte Muskelpotentiale mittels eines Modulators in Steuersignale für einen in den betreffenden Sensor integrier­ ten Telemetriesender umgewandelt. Dieser gibt hochfrequente Telemetriesig­ nale transkutan an einen externen Telemetrieempfänger, der an eine Daten­ verarbeitungseinheit angeschlossen ist. Letztere steuert anhand der Empfangs­ signale einen gleichfalls externen Telemetriesender an, um hochfrequente Steuersignale wiederum transkutan an Empfänger von implantierten Muskelsti­ mulatoren zu geben. Die transkutan übermittelten Signale liegen im Megahertz- Frequenzbereich, so daß die vorstehend geschilderten Beschränkungen auch hier gelten.

Des weiteren ist es bekannt (Fig. 1 der US-PS 45 43 955), Meßsignale eines implantierten Sensormoduls über eine Drahtverbindung an ein anderes implan­ tiertes Modul, wie einen Schrittmacher oder ein Medikamentendosiergerät, zu übermitteln. Diese erfordert beim Implantieren ein umständliches Verlegen von Verbindungsleitungen. Tritt ferner an einem der implantierten Module ein In­ fekt auf, müssen sämtliche Module und die Verbindungsleitungen entfernt wer­ den, da sich der Infekt über die Verbindungsleitungen ausbreiten kann. Ent­ sprechend abgewandelten Ausführungsformen des zuletzt genannten Gerätes (Fig. 2 und 5 der US-PS 45 43 955), können in einen Programmcode umge­ wandelte Meßsignale von dem Sensor zu dem Schrittmacher oder dem Medika­ mentendosiergerät auch drahtlos unidirektional übermittelt werden, wobei ent­ weder die den Programmcode darstellenden Signale unmittelbar (also trägerfrei) über Körpergewebe übertragen weden oder wiederum mit einem Hochfrequenz­ sender gearbeitet wird. Ein trägerfreie Signaldirektübertragung muß, um effek­ tiv zu sein, während der Refraktärphasen erfolgen, d. h. mit dem Herzzyklus synchronisiert werden, weil andernfalls die für eine solche Direktübertragung notwendigen Signale unerwünschte biologische Reaktionen provozieren können. Andererseits ist die Hochfrequenz-Übertragung auch hier durch die von Kör­ pergewebe verursachte starke Dämpfung problematisch und, wenn überhaupt, nur dann möglich, wenn Sende- und Empfangsantenne im Körper dicht beieinan­ derliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine Signalübermittlung zwischen den Moduln unter Vermeidung der vorstehend geschilderten Mängel auf besonders einfache, ver­ läßliche und universell anwendbare Weise erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein zur mindestens teilweisen Implantation im lebenden Körper bestimmtes Gerät mit mindestens zwei über ei­ nen Nachrichtenübertragungskanal untereinander verbundenen Moduln, von de­ nen mindestens eines mit einem Sende- und Empfangsteil für einen bidirektiona­ len Informationsaustausch mit mindestens einem weiteren Modul versehen ist und von denen mindestens ein anderes Modul mit mindestens einem Empfangs­ teil oder einem Sendeteil zur Aufnahme von Informationen von mindestens einem weiteren Modul bzw. zum Übermitteln von Informationen an mindestens ein wei­ teres Modul ausgestattet ist, wobei der Nachrichtenübertragungskanal im kör­ perinternen Bereich drahtlos ist, das Ionenmedium der intra- und extrazellulä­ ren Körperflüssigkeiten einschließt und für eine elektrolytisch-galvanische Kopp­ lung zwischen zwei oder mehr implantierbaren Moduln und/oder zwischen min­ destens einem implantierbaren Modul und externen Hautelektroden sorgt, die zum Anschluß an ein externes Modul bestimmt sind, und wobei der Informations­ austausch durch über den Nachrichtenübertragungskanal laufende modulierte Mittelfrequenz-Signale im Bereich von 10 bis 100 kHz erfolgt.

Ein moduliertes Signal im Frequenzbereich von 10 kHz bis 100 kHz hat eine ausreichend hohe Frequenz, um innerhalb des lebenden Körpers keine Polarisationsprobleme zu verursachen und ein wirkungsvolles Heraussieben mit klein bauenden Filtern hoher Güte zu erlauben. Andererseits ist dieser Frequenzbereich so niederfrequent, daß unerwünschte Hochfrequenzphänome­ ne, wie Abstrahlprobleme, Übersprechen und übermäßige Nutzsignaldämpfung durch das Körpergewebe vermieden sind. Vielmehr werden modulierte Signale im Frequenzbereich von 10 bis 100 kHz über die im lebenden Körper in Betracht kommenden Entfernungen elektrolytisch-galvanisch mit so gerin­ ger Dämpfung übertragen, daß sendeseitig Signalamplituden, die bio­ logisch sicher ineffektiv sind und ohne jede Rücksicht auf den Herzzyklus auch auf möglicherweise für die Stimulation des Herzens vorgesehene Elektro­ den gegeben werden können, ausreichen, um die modulierten Signale empfangsseitig mit geringem Aufwand für Filter und Verstärker zuverlässig erfassen zu können.

Durch bidirektionalen Informationsaustausch wird eine interaktive Verkopplung der einzelnen Moduln erreicht. Die Wirkverbindung zwischen implantierten und externen Moduln kann auf besonders einfache Weise unter Ausnutzung der elektrolytisch-galvanischen Kopplung über Körperflüssigkeiten, vorliegend kurz auch als Body-Bus bezeichnet, und die Hautelektroden erfolgen, so daß ein umständliches Suchen nach den Antennen des oder der implantier­ ten Moduln entfällt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens ein digital program­ mierbares, implantierbares Modul und ein externes Modul in Form eines Pro­ grammiergerätes vorgesehen.

Bevorzugte Beispiele von implantierbaren Moduln sind Nervenstimulatoren, Mus­ kelstimulatoren, Herzschrittmacher, Defibrillatoren, Medikamentendosiergeräte, Sensoren zum Erfassen von Körperparametern oder -aktivitäten sowie steuerba­ re und/oder programmierbare künstliche Organe. Als externe Moduln kommen neben den bereits genannten Programmiergeräten insbesondere, jedoch kei­ neswegs ausschließlich, Überwachungs- und/oder Prüfgeräte, beispielsweise Datenaufzeichnungsgeräte (Magnetbandgeräte oder dergleichen) oder an Fern­ sprechleitungen anschließbare Modems, in Betracht.

Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung sind bei Verwendung mehrerer implantierbarer Moduln Programmier- und/oder intelligente Entscheidungsstufen vorteilhaft in nur einem der implantierbaren Moduln konzentriert, wobei im Be­ darfsfall andere der implantierbaren Moduln über das eine Modul indirekt pro­ grammiert werden können. Dadurch lassen sich der Hardwareaufwand sowie das Gewicht, der Platzbedarf und der Stromverbrauch der Gesamtheit an im­ plantierbaren Moduln besonders klein halten. Es ist aber grundsätzlich durch­ aus auch möglich, mehrere implantierbare Moduln mit Programmier- und/oder intelligenten Entscheidungsstufen vorzusehen, die dann über den Body-Bus in gegenseitiger Kommunikation stehen.

Vorzugsweise sind die Moduln mit Stufen zum Empfangen und/oder Senden von pulscodemodulierten Mittelfrequenz-Signal versehen. Dabei kann mit A1-modu­ lierten Mittelfrequenz-Signalen gearbeitet werden; d. h. das Signal hat eine einzige feste Frequenz von beispielsweise 30 kHz, und dieses Signal wird sen­ deseitig in Abhängigkeit von der Modulation ein- und ausgeschaltet. Entspre­ chend einer abgewandelten Ausführungsform können die Moduln mit Stufen zum Empfangen und/oder Senden von zwischen zwei im Mittelfrequenzbereich liegenden Frequenzen umgetasteten Signalen versehen sein. Das heißt, es wird mit zwei fest vorgegebenen Signalfrequenzen, z. B. mit 30 kHz und 40 kHz, gearbeitet, und es wird in Abhängigkeit von der Modulation sende­ seitig zwischen den beiden Signalfrequenzen umgeschaltet. Durch die Puls­ codemodulation werden Seitenbänder und kontinuierliche Frequenzhübe ver­ mieden. Die eine oder die beiden Signalfrequenzen können sendeseitig mit­ tels Quarzoszillatoren mit hoher Frequenzgenauigkeit und Frequenzkonstanz erzeugt werden, während empfangsseitig auf die Signalfrequenz oder -frequen­ zen abgestimmte, z. B. mit Quarzfiltern ausgestattete, schmalbandige Verstär­ ker vorgesehen sein können.

Die Erfindung hat eine Vielzahl von vorteilhaften Anwendungen.

Beispielsweise werden bisher tachykarde Rhythmusstörungen zunächst medi­ kamentös behandelt. Bei Fortschreiten der Krankheit kann ein antibradykar­ des Stimulieren mittels eines sequentiellen Schrittmachers, wie er aus der DE-OS 27 01 140 bekannt ist, erforderlich werden, wobei gleichzeitig oder später auch eine Ergänzung der antibradykarden Stimulation durch antitachykarde Stimula­ tionsmuster (vergleiche beispielsweise EP-PS 00 94 758) angezeigt sein kann. Läßt sich auch dadurch das Krankheitsbild nicht mehr genügend beeinflussen und kommt es zu Anfällen von Kammerflimmern, wird ein Defibrillator erforder­ lich, der gleichfalls als implantierbares Gerät zur Verfügung steht (vergleiche z. B. DE-OS 37 15 822). Beim Implantieren des Defibrillators muß aber der se­ quentielle Schrittmacher wieder explantiert werden, da dieser Vorhof- und Kam­ merreizimpulse abgibt, die ebenso wie unter Umständen auch die R-Zacke des Elektrokardiogramms vom Defibrillator erkannt werden, so daß es für letzteren zu einer scheinbaren Frequenzverdopplung oder -verdreifachung kommt. Arbei­ tet daher das Herz korrekt mit z. B. 70 Schlägen pro Minute, besteht die Ge­ fahr, daß der Defibrillator eine vermeintliche Herzschlagfrequenz von 140 oder 210 Schlägen pro Minute erkennt und unerwünscht einen Defibrillationsimpuls abgibt. Durch den Ausbau des Schrittmachers entfällt notwendigerweise dessen antibradykarder und gegebenenfalls auch antitachykarder Schutzeffekt. Hinzu kommt, daß die medikamentöse Beeinflussung reduziert werden muß, weil der Pa­ tient gegen einen Frequenzabfall der Herzaktivität nicht mehr gesichert ist. Der Defibrillator wird relativ häufig ansprechen.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, die intelligenten Entscheidungen, ins­ besondere die Erkennung der Notwendigkeit eines Defibrillationsschocks, aus dem Defibrillator heraus- und in den vorzugsweise sequentiellen Schrittmacher zu verlegen sowie den Defibrillator nur indirekt über den Schrittmacher unter Ausnutzung des Body-Bus programmierbar zu machen. Der Schrittmacher, der beispielsweise in der aus der EP-PS 00 94 758 bekannten Weise ausgelegt sein kann, erkennt sicher, ob er selbst stimuliert oder ob eine Tachykardie vorliegt. Bei Tachykardieerkennung kann der Schrittmacher über den Body-Bus den Schock vom Defibrillator anfordern. Auf diese Weise braucht, wenn im Verlauf der Therapie der sequentielle Schrittmacher nicht mehr ausreicht, dieser Schritt­ macher nicht explantiert zu werden. Vielmehr ist ein bedarfsweiser systemati­ scher Aufbau der Therapie möglich, bei dem frühere Implantate nicht obsolet werden. Durch im Schrittmacher enthaltene Monitorfunktionen kann der Bedarf der zusätzlichen Implantation einer Defibrillatorfunktion frühzeitig erkannt wer­ den. Der Defibrillator als Hochstromapplikation kann dann nachgeschoben wer­ den. Gleichzeitig wird durch sequentielle antibradykarde Stimulation, gegebe­ nenfalls unter Drogen, die Fibrillationsinzidenz im Vergleich zur reinen Kammer­ stimulation vermindert. Auch die Stimulationsbehandlung der Tachykardie kann mittels des Schrittmachers, gegebenenfalls bifokal, erfolgen, was die Effektivi­ tät der Erkennung und der Behandlung erhöht, wodurch wiederum die Wahr­ scheinlichkeit der Fibrillation vermindert wird. Der Defibrillator kann dadurch soweit wie vorstellbar auf seine Rolle als Not- oder Backup-System zurückge­ drängt werden.

Was die durch die Ausnutzung des Body-Bus problemlos mögliche Trennung von Schrittmacher und Defibrillator anbelangt, ist zu berücksichtigen, daß der Schrittmacher, vor allem wenn er in an sich bekannter Weise mikropro­ zessorgesteuert und programmierbar ist und auch antitachykarde Algorithmen beinhaltet, ein komplexes und damit relativ kostspieliges Gerät darstellt, das jedoch einen geringen Stromverbrauch hat und damit auch bei erwünschtem kleinem Gehäusevolumen eine sehr lange Lebensdauer erreicht. Ferner kann der Schrittmacher je nach Zweckmäßigkeit an vielen verschiedenen Körperstel­ len implantiert werden. Dagegen hat ein Defibrillator hohen Energieverbrauch und, schon bedingt durch seine Speicherkondensatoren, großes Volumen. Er kann nur an wenigen Körperstellen eingebaut werden, und er hat wegen sei­ nes hohen Stromzuges nur eine relativ kurze Laufzeit. Infolgedessen ist es in der Regel nicht sinnvoll, Schrittmacher und Defibrillator in einem Gehäuse zu­ zusammenzufassen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines über Body-Bus programmierbaren Herzschrittmachers,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild eines Body-Bus-Senders,

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild eines Body-Bus-Empfängers sowie

Fig. 4 und 5 abgewandelte Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Geräten.

In Fig. 1 ist bei 10 ein implantierbarer, mikroprozessorgesteuerter, program­ mierbarer Herzschrittmacher mit Zentraleinheit (CPU) 11, Speicher mit belie­ bigem Zugriff (RAM) 12, Festspeicher (ROM oder EPROM) 13, Batterie 14 und Eingabe/Ausgabe-Einheit (I/O) 15 dargestellt. Zu der Eingabe/Ausgabe- Einheit 15 gehören u. a. ein Codierer und ein Decodierer zum Verschlüsseln bzw. Entschlüsseln von seriellen Informationen, die zwischen dem Herzschritt­ macher 10 und anderen implantierbaren oder externen Moduln, im veranschau­ lichten Ausführungsbeispiel einer externen Programmiervorrichtung 16, aus­ getauscht werden sollen. Derartige programmierbare Schrittmacher und zuge­ hörige Programmiergeräte sind beispielsweise aus der EP-OS 00 11 935 und der EP-PS 00 11 936 bekannt; sie bedürfen daher vorliegend keiner näheren Erläuterung.

Die Eingabe/Ausgabe-Einheit 15 ist über einen Eingangs- oder Wahrnehmungs­ verstärker 18 und einen Ausgangsverstärker 19 an die Vorhofelektrode 20 einer Schrittmacherleitung 21 angeschlossen; sie steht ferner über einen Ein­ gangs- oder Wahrnehmungsverstärker 22 und einen Ausgangsverstärker 23 mit einer Kammerelektrode 24 der Schrittmacherleitung 21 in Verbindung. An einen weiteren Eingang der Eingabe/Ausgabe-Einheit 15 ist ein Body-Bus- Empfänger 26 angeschlossen, während ein zusätzlicher Ausgang der Eingabe/ Ausgabe-Einheit mit einem Body-Bus-Sender 27 verbunden ist. Der Body-Bus- Empfänger 26 ist eingangsseitig an die Kammerelektrode 24 und eine zweck­ mäßig von dem Gehäuse des Schrittmachers 10 gebildete indifferente Elektro­ de 28 angeschlossen. Die Kammerelektrode 24 und die indifferente Elektrode 28 stehen ferner mit der Ausgangsseite des Body-Bus-Senders 27 in Verbin­ dung. Die Kammerelektrode 24 und die indifferente Elektrode 28 bilden dabei einen Sende- und Empfangsdipol für den Schrittmacher 10. Zur Bildung des Sende- und Empfangsdipols des Schrittmachers 10 können beispielsweise aber auch die Vorhofelektrode 20 und die indifferente Elektrode 28 herangezogen werden. Das Herz ist bei 29 angedeutet. Die Programmiervorrichtung 16 steht über eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 32 mit einem Body-Bus-Empfänger 34 und einem Body-Bus-Sender 35 in Verbindung. Eingänge 36, 37 des Body-Bus- Empfängers 34 und Ausgänge 38, 39 des Body-Bus-Senders 35 sind an ex­ terne Hautelektroden 40 bzw. 41 angeschlossen, die beispielsweise um die Handgelenke des Patienten gelegt werden. Die Vorrichtung 16 bildet zusam­ men mit den Einheiten 32 bis 35 ein externes Programmiergerät 42 mit einem Sende- und Empfangsdipol in Form der Elektroden 40 und 41.

Die Body-Bus-Sender 27, 35 können beispielsweise in der in dem Prinzipschalt­ bild gemäß Fig. 2 veranschaulichten Weise aufgebaut sein. Der Sender weist einen Oszillator 43, vorzugsweise einen Quartzoszillator auf, der ein zweck­ mäßig sinusfömiges Trägersignal mit einer fest vorgegebenen Frequenz in dem von 10 kHz bis 100 kHz reichenden Mittelfrequenzbereich erzeugt. Der Oszillator 43 wird entsprechend einer A1-Modulation durch ein an einem Ein­ gang 44 anliegendes, bei 45 angedeutetes serielles Modulationssignal getastet und liefert dementsprechend an einem Ausgang ein moduliertes Mittelfrequenz- Trägersignal 46 in Form von Folgen von jeweils mehreren Trägerschwingungen. Das modulierte Trägersignal 46 geht an den Eingang einer Ausgangsstufe 47, die z. B. einen Transistor 48 aufweist, der an einem Ausgangswiderstand 49 ein verstärktes moduliertes Trägersignal mit einer Amplitude von zweckmäßig 50 bis 500 mV, beispielsweise etwa 200 mV, abgibt.

Eine für die Body-Bus-Empfänger 26 und 34 geeignete Auslegung ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Der Empfänger weist eingangsseitig einen Vorverstär­ ker 50, z. B. einen Verstärker mit Optokoppler auf, dem ein auf die Träger­ frequenz von beispielsweise 30 kHz abgestimmtes Filter 51 hoher Güte, vorzugs­ weise ein Quartzfilter, nachgeschaltet ist. Das Filter 51 läßt das Trägersignal schmalbandig durch und unterdrückt weitgehend Signale mit allen anderen Fre­ quenzen. Auf das Filter 51 folgen eine weitere Verstärkerstufe 52 und eine Demodulator- und Impulsformerstufe 53, welche die empfangenen herausgefil­ terten Folgen von Trägersignalschwingungen 54 in Impulse 55 von vorgegebe­ ner Amplitude und codeentsprechender Dauer umsetzt.

Zum Programmieren des implantierten Schrittmachers 10, d. h. zum Einstellen oder Ändern von Parametern wie der Frequenz, der Amplitude und der Breite der Reizimpulse, der Empfindlichkeit der Eingangsverstärker 18, 22, der Re­ fraktärdauer und dergleichen, und/oder zur Auswahl einer von mehreren mög­ lichen Schrittmacherbetriebsarten, werden die Elektroden 40, 41 an beliebiger Stelle des Patienten, z. B. an den Handgelenken, angelegt und aus der Pro­ grammiervorrichtung 16 über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 32 und den Body- Bus-Sender 35 mit seriell codierten Programmierbefehlen in Form des modulier­ ten Mittelfrequenz-Trägersignals beaufschlagt. Der von den Elektroden 40, 41 gebildete Sendedipol speist das modulierte Trägersignal transkutan in den Kör­ per des Patienten ein. Dort breitet sich das Signal in dem Ionenmedium der intra- und extrazellulären Körperflüssigkeiten aus. Das modulierte Trägersig­ nal gelangt auf diese Weise durch elektrolytisch-galvanische Kupplung zu dem von der Kammerelektrode 24 und der indifferenten Elektrode 28 des Schrittmachers 10 gebildeten Empfangsdipol. Es wird dann in dem Body-Bus- Empfänger 26 verstärkt, gefiltert, demoduliert und geformt sowie zwecks wei­ terer Verarbeitung in der Eingabe/Ausgabe-Einheit 15 decodiert. In entspre­ chender Weise kann das Programmiergerät 42 von dem Schrittmacher 10 In­ formationen zur Überwachung, Rückmeldung oder dergleichen abrufen. Diese Informationen gelangen, wiederum in seriell codierter Form, von der Eingabe/ Ausgabe-Einheit 15 zu dem Body-Bus-Sender 27, wo sie ein Mittelfrequenz- Trägersignal modulieren. Das modulierte Trägersignal wird über den von den Elektroden 24 und 28 gebildeten Sendedipol an das Ionenmedium des Körpers angelegt, breitet sich dort aus und erreicht transkutan die jetzt als Empfangs­ dipol wirkenden Elektroden 40 und 41 des Programmiergerätes 42. Im Body- Bus-Empfänger 34 wird das modulierte Mittelfrequenzsignal schmalbandig herausgefiltert, verstärkt, demoduliert und geformt, um schließlich durch Decodierung in der Eingabe/Ausgabe-Einheit 32 für die Programmiervorrich­ tung 16 aufbereitet zu werden.

Während Sender und Empfänger gemäß den Fig. 2 und 3 für eine A1-Modu­ lation ausgelegt sind, kommen für die Body-Bus-Empfänger 26, 34 und die Body-Bus-Sender 27, 35 auch andere Modulationsarten, inbesondere eine Pulscodemodulation im Umtasten zwischen zwei im Frequenzbereich von 10 kHz bis 100 kHz liegenden Trägersignalfrequenzen (sogenannte FSK-Modulation) in Betracht.

Die Anordnung nach Fig. 1 läßt sich ohne weiteres, auch noch nachträglich, z. B. durch Implantation eines Defibrillators 58 ausbauen, wie dies in Fig. 4 skizziert ist. Zu dem Defibrillator 58 gehört eine aus einer Batterie 59 auflad­ bare Defibrillationsausgangsstufe 60, die ausgangsseitig an implantierte De­ fibrillationselektroden 61 und 62 angeschlossen ist. Die Defibrillatorausgangs­ stufe 60 wird eingangsseitig über einen Body-Bus-Empfänger 63 und einen diesem nachgeschalteten Decodierer 64 angesteuert. Die Eingänge des bei­ spielsweise entsprechend Fig. 3 aufgebauten Body-Bus-Empfängers 63 sind ebenfalls mit den zugleich als Empfangsdipol des Body-Bus wirkenden De­ fibrillationselektroden 61, 62 verbunden. Der Defibrillator 58 ist mitsamt zu­ gehöriger Batterie 59 in einem eigenen Gehäuse untergebracht, und er kann an zweckentsprechender Stelle entfernt von dem Schrittmacher 10 eingebaut werden. Die Steuerung des Defibrillators 58 erfolgt durch den Schrittmacher 10, der für diesen Zweck in bekannter Weise (z. B. entsprechend EP-PS 00 94 758) mit einer Tachykardie- und/oder Fibrillationserkennungsstufe und gegebenenfalls auch mit Mitteln für ein antitachykardes Stimulationsmuster ausgerüstet ist Dabei kann auch eine Programmierung des Defibrillators mit­ telbar über den Schrittmacher 10 und den Body-Bus vorgesehen sein. Der Body-Bus erlaubt es, den selbst keine Erkennungs- und Entscheidungsstufen aufweisenden Defibrillator 58 intelligent einzusetzen. Beispielsweise kann durch entsprechende Software-Auslegung des mikroprozessorgesteuerten Schrittma­ chers 10 erreicht werden, daß bei ventrikulärer Tachykardie, die mit Mitteln des Schrittmachers 10 nicht unterbrochen werden kann, zunächst über den Defibrillator 58 ein Kardioversionsversuch mit geringer Energie veranlaßt wird, während bei Auftreten von Kammerflimmern mittels des vom Schrittma­ cher 10 entsprechend beeinflußten Defibrillators 58 sofort mit hoher Energie defibrilliert wird.

Statt über das mit den Hauptelektroden verbundene Programmier­ gerät 42 oder zusätzlich kann gemäß Fig. 4 die Programmierung des Schrittmachers 10 auch mit einem einfachen Zusatzgerät in Form eines Modems 66 über das Telefonnetz erfolgen. Dabei weist das Modem 66 einen Body-Bus- Empfänger 68 und einen Body-Bus-Sender 69 auf, die ihrerseits mit externen Hautelektroden 70 und 71 verbunden sind. Das Modem 66 kann beispielsweise als modifizierter Telefonhörer mit einer ersten Handelektrode 70 am Hörer und einer separaten zweiten Handgelenkelektrode 71 ausgeführt werden. Durch entsprechende Software-Gestaltung kann der Schrittmacher 10 zunächst mit Hilfe von Prüfsignalen die Datentransportrate des verwendeten Telefonnetzes austesten, um dann den Body-Bus-Sender 69 automatisch auf die übertragbare Datenrate einzustellen. Über die Hauteleketroden 70, 71 kann unmittelbar das Oberflächen-EKG übertragen werden. Wahlweise kann aber auch dafür gesorgt werden, daß alle Datenübertragungen über den Body-Bus laufen und infolge­ dessen das intrakardiale EKG telemetriert wird. Über die Elektroden 70 und 71 können Body-Bus-Daten zu weiteren Zwecken abgeleitet werden. Beispiels­ weise lassen sich alle im Schrittmacher 10 ohnehin anfallenden Daten telefonisch übermitteln. Auch eine Datenüberwachung und -archivierung ist problemlos mög­ lich. So kann, da im Mittelfrequenzbereich gearbeitet wird, an die Hautelektro­ den 40, 41 oder 70, 71 ein Tonbandgerät 72 angeschlossen werden, um die Bo­ dy-Bus-Signale aufzuzeichnen, die dann mit einem Prozessor oder Rechner zentral ausgewertet werden können.

Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung, bei welcher auch der Defibrillator 58 Da­ ten bidirektional empfängt und abgibt. Für diesen Zweck ist zusätzlich zu dem Body-Bus-Empfänger 63 ein Body-Bus-Sender 74 vorgesehen. Der Sender 74 und der Empfänger 63 sind an die Defibrillatorausgangsstufe 60 über eine Ein­ gabe/Ausgabe-Einheit 75 angeschlossen, die für die notwendige Codierung und Decodierung der Signale sorgt. Diese Auslegung erlaubt softwaremäßig komple­ xere Gestaltungen des Defibrillationsprotokolls. Zum Beispiel kann der Schrittmacher 10 bei drohender Fibrillation vom Defibrillator 58 einen Schock vorsorglich anfor­ dern, der zunächst jedoch noch nicht an den Körper abgegeben wird. Der De­ fibrillator 58 kann dann an den Schrittmacher 10 zurückmelden, daß die Schock­ energie bereitsteht, und der Schrittmacher kann sich anhand der weiteren Überwachung der Herzaktivität entschließen, ob der Schock an das Herz gege­ ben werden soll oder nicht. Wird der vorsorglich bereitgestellte Schock nicht benötigt, kann der Schrittmacher 10 an den Defibrillator 58 einen entsprechen­ den Befehl geben, der bewirkt, daß der Speicherkondensator des Defibrillators langsam wieder entladen wird oder über einen Wandler die im Speicherkondensa­ tor anstehende Energie in die in diesem Falle nachladbare Defibrillatorbatterie 59 zurücküberführt wird, um Energie zu sparen. Der Schrittmacher 10 kann auch möglicherweise gefährliche antitachykarde Stimulationsformen erst dann anwenden, wenn er sich über den Body-Bus versichert hat, daß ein Schock notfalls sofort zur Verfügung steht.

In Fig. 5 ist ferner ein implantierbares Medikamentendosiergerät (Drogenpumpe) bei 77 mit zugeordneter Batterie 78, Body-Bus-Empfänger 79 und Decodierer 80 angedeutet. Das Gerätegehäuse bildet eine an einen Eingang des Empfängers 79 angeschlossene erste Elektrode 81, während an einen zweiten Eingang des Empfängers 79 eine weitere Elektrode 82 angeschlossen ist, die zusammen mit der Elektrode 81 einen implantierten Empfangsdipol bildet. Bei Bedarf kann der Schrittmacher 10 aus dem implantierten Medikamentendosiergerät 77 über den Body-Bus einen Bolus eines konditionierenden Medikaments abrufen. Das Ge­ rät 77 kann ähnlich wie der Defibrillator 58 nach Fig. 5 auch für einen bidirek­ tionalen Informationsaustausch ausgelegt sein, um Rückmeldungen an den Schrittmacher 10 möglich zu machen.

Fig. 5 zeigt schließlich einen in die Body-Bus-Verbindung eingeschlossenen Sen­ sor 84 mit zugehöriger Batterie 85, Codierer 86 und Body-Bus-Sender 87. Ein Ausgang des Body-Bus-Senders 87 ist an eine vom Sensorgehäuse gebildete er­ ste Elektrode 88 angeschlossen, während ein zweiter Eingang des Body-Bus-Sen­ ders 87 mit einer Hilfselektrode 89 in Verbindung steht. Die Elektroden 88 und 89 stellen einen Sendedipol für den Sensor dar. Der Sensor kann in bekannter Weise Körperaktivität oder -parameter, wie den pH-Wert, den pO₂-Wert und dergleichen erfassen. Entsprechende Signale werden an den Schrittmacher 10 über den Body-Bus telemetriert, um den Schrittmacher geeignet zu beeinflussen. Auch der Sensor kann für einen bidirektionalen Datenaustausch ausgelegt wer­ den. Dann ist es beispielsweise möglich, Sensoreigenschaften, beispielsweise die Empfindlichkeit des Sensors, vom Schrittmacher 10 aus zu steuern.

Es versteht sich, daß die Erfindung in mannigfacher Weise weiter abgewandelt werden kann. Beispielsweise ist es möglich, zunächst einen AAI-Schrittmacher mit Body-Bus-Eigenschaften zu implantieren. Wird dann später infolge eines zwi­ schenzeitlich aufgetretenen AV-Blocks eine Kammerstimulation erforderlich, kann ein VVI-Schrittmacher mit Body-Bus zusätzlich, jetzt z. B. myokardial, implan­ tiert werden. Der VVI-Schrittmacher kann sich durch Informationsaustausch mit dem AAI-Schrittmacher auf eine gemeinsame DDD-Funktion verständigen.

Ein weiterer möglicher Anwendungsfall ist die Implantation eines Schrittmachers mit dp/dt-Funktionen. Über den Body-Bus können in einem solchen Fall Infor­ mationen zur Freisetzung eines den Blutdruck beeinflussenden Medikaments aus einem gleichzeitig implantierten Medikamentendosiergerät übertragen werden. Hierdurch wird ein "closed loop"-System zur Blutdruckregelung realisiert.

Es versteht sich, daß in jedem Fall geeignete Protokolle zur Datenübergabe, Priorisierung, Redundanzbildung und dergleichen vorzusehen sind.

Die Body-Bus-Empfänger können gegebenenfall in an sich bekannter Weise auch mit einer selbsttätigen Verstärkungsregelung (AGC) arbeiten.

Claims (17)

1. Zur mindestens teilweisen Implantation im lebenden Körper bestimmtes Ge­ rät mit mindestens zwei über einen Nachrichtenübertragungskanal unter­ einander verbundenen Moduln, von denen mindestens eines mit einem Sen­ de- und Empfangsteil für einen bidirektionalen Informationtsaustauch mit mindestens einem weiteren Modul versehen ist und von denen mindestens ein anderes Modul mit mindestens einem Empfangsteil oder einem Sendeteil zur Aufnahme von Informationen von mindestens einem weiteren Modul bzw. zum Übermitteln von Informationen an mindestens ein weiteres Modul ausge­ stattet ist, wobei der Nachrichtenübertragungskanal im körperinternen Be­ reich drahtlos ist, das Ionenmedium der intra- und extrazellulären Körper­ flüssigkeiten einschließt und für eine elektrolytisch-galvanische Kupplung zwischen zwei oder mehr implantierbaren Moduln und/oder zwischen min­ destens einem implantierbaren Modul und externen Hautelektroden sorgt, die zum Anschluß an ein externes Modul bestimmt sind, und wobei der In­ formationsaustausch durch über den Nachrichtenübertragungskanal laufen­ de, modulierte Mittelfrequenz-Signale im Frequenzbereich von 10 bis 100 kHz erfolgt.

2. Gerät nach Anspruch 1, mit mindestens einem digital programmierbaren implantierbaren Modul und einem als digitales Programmiergerät ausgebil­ deten externen Modul.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als implan­ tierbares Modul ein Herzschrittmacher vorgesehen ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als weiteres implan­ tierbares Modul ein von dem Herzschrittmacher getrennter Defibrillator vorgesehen ist.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Herz­ schrittmacher als auch der Defibrillator mit einem Sende- und Empfangs­ teil ausgestattet sind.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß bei Verwendung mehrerer implantierbarer Moduln Programmier- und/oder intelligente Entscheidungsstufen in nur einem der implantierba­ ren Moduln konzentriert und andere Moduln wahlweise über das eine Mo­ dul indirekt programmierbar sind.

7. Gerät nach Anspruch 4 oder 5 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmier- und/oder die intelligenten Entscheidungsstufen in dem Herzschrittmacher zusammengefaßt sind.

8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß als implantierbares Modul ein Medikamentendosiergerät vorgese­ hen ist.

9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß als implantierbares Modul ein Sensor zum Erfassen eines Körper­ parameters vorgesehen ist.

10. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß als implantierbares Modul ein steuerbares und/oder programmier­ bares künstliches Organ vorgesehen ist.

11. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß als externes Modul ein Überwachungs- oder Prüfgerät vorgese­ hen ist.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als externes Mo­ dul ein an eine Fernsprechleitung anschließbares Modem vorgesehen ist.

13. Gerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß als ex­ ternes Modul ein Datenaufzeichnungsgerät vorgesehen ist.

14. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Moduln mit Stufen zum Empfangen und/oder Senden von pulscodemodulierten Mittelfrequenzsignalen versehen sind.

15. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Moduln mit Stufen zum Empfangen und/oder Senden von A1-modulierten Mittelfrequenzsignalen vorgesehen sind.

16. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß die Moduln mit Stufen zum Empfangen und/oder Senden von zwischen zwei im Mittelfrequenzbereich liegenden Frequenzen umgetasteten Signa­ len versehen sind.

17. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die modulierten Mittelfrequenz-Signale eine Amplitude im Bereich von 50 bis 500 mV haben.