DE2446039A1

DE2446039A1 - BATTERY CHARGING SYSTEM FOR IMPLANTED TISSUE STIMULATORS

Info

Publication number: DE2446039A1
Application number: DE19742446039
Authority: DE
Inventors: Joseph Herman Schulman
Original assignee: Pacesetter Systems Inc
Current assignee: Pacesetter Systems Inc
Priority date: 1973-09-27
Filing date: 1974-09-26
Publication date: 1975-04-03
Also published as: JPS5060085A; NL7412716A; FR2245334B1; CA1020233A; FR2245334A1; GB1492990A

Description

Pacesetter Systems, Inc.,Pacesetter Systems, Inc.,

Batterieladesystem für implantierte Gewebestimulatoren Battery charging system for implanted tissue stimulators

Die Erfindung bezieht sich auf ein aufladbares Gewebestimulationssystem, das eine in einen lebenden Körper implantierte Spannungsquelle wieder auflädt, wobei die Aufladung durch eine Telemetrieschaltung überwacht wird.The invention relates to a chargeable tissue stimulation system having an implanted in a living body Voltage source recharges, with the charging is monitored by a telemetry circuit.

Ein Hauptanwendungsgebiet derartiger Gewebestimulationssysterae · ist die Aufrechterhaltung des Herzschlagal^thmus eines Patienten über eine implantierte Impulsquelle, Derartige Geräte werden fast ausschließlich, als Herzschrittmacher verwendet, sie sind jedoch auch in anderen Fällen einsetzbar, so etwa zur Betätigung von Prothesen and zur Korrektur von Atmungs- und Kreislauf fehlfunkt ionen.A main area of application of such tissue stimulation systems is the maintenance of a patient's heartbeat via an implanted pulse source, such devices will be used almost exclusively as a pacemaker, they are however, it can also be used in other cases, such as for actuation of prostheses and for the correction of respiratory and circulatory malfunctions ions.

Bei der Anwendung zur Aufrechterhaltung des Herzschlages eines Patienten wird ein Katheter durch eine Vene eingeführt und am Boden der rechten Herzkammer in den Herzmuskel eingebracht* Der Katheter steht in Verbindung mit einem Impulsgenerator, der von einer Gleichspannungsquelle gespeist wird, die sich wiederum zwischen der Haut und den Rippen des Patienten befindet. Zur Vermeidung der physiologischen Gefahren und der psychologischen Abneigung bei häufig wiederkehrenden Operationen zum Auswechseln, der Spannungsquelle, hat sich die Verwendung von Herzschrittmachern mit wieder auf ladbar er Spannung;squelle als vorteilhaft erwiesen. Eine geeignete Spannungsquelle bildet eine Batterie bestehend aus einer einzigen Mickel-Kadmium-Zelle mit einer Nennspannung von 1,25 Volt und einer Kapazität von 200 mAh» Eine solche Spannungsquelle besitzt eine !lebensdauer von ca,* 10 Jahren. Andere übliche Spannungsquellen für Schrittmacher¹ sind dagegen nur ca. 22 Monate lang verwendbar«When used to maintain a patient's heartbeat, a catheter is inserted through a vein and inserted into the heart muscle at the bottom of the right ventricle the patient's ribs. To avoid the physiological dangers and the psychological aversion to frequently recurring operations to replace the voltage source, the use of pacemakers with a rechargeable voltage source has proven to be advantageous. A suitable voltage source is a battery consisting of a single Mickel cadmium cell with a nominal voltage of 1.25 volts and a capacity of 200 mAh. Such a voltage source has a service life of approx. * 10 years. Other common voltage sources for pacemaker ¹ , on the other hand, can only be used for approx. 22 months «

Mit der zunehmenden Verkleinerung von· Eeraschrittmacheru mit wiederaufladbarer Spannungsquelle ergaben sicii Schwierigkeiten beim exakten Lokalisieren der Ladeschaltung äes Schrittmacher** wobei gewährleistet sein mußte, daß auch tatsächlich eine Aufladung erfolgte, wenn die Steomquelle zur Batterieladung; in Betrieb ist. Wesentlich ist hierbei, daß das Aufladen eine zwar kurze, jedoch häufige Aufgabe darstellt, das zweckmäßiger Weise dr Patient selbst vornimmt. Da somit da* Aufladen. ErfLc&t in Gegenwart eines Arztes erfolgt, kam dieseramch, nicht ctarcfe physiologische Veränderungen des Patienten,, etwa Pulsschlag, sicher feststellen» ofe dieWith the increasing reduction in size of the pacemaker with a rechargeable voltage source, difficulties arose in precisely locating the charging circuit for the pacemaker **, although it had to be ensured that charging actually took place when the power source was used to charge the battery; is in operation. It is essential here that charging is a short but frequent task that the patient himself / herself expediently undertakes. Since then there * charging. If done in the presence of a doctor, this came to me, not ctarcfe physiological changes in the patient, such as pulse rate, definitely determine the oven

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stattgefunden hat. Aber auch wenn, die Aufladung in Gegenwart eines Arztes stattfindet, kann dieser nicht mit Sicherheit entscheiden, ob die wiederaufladbare Batterie die richtige Ladung erhalten hat oder nicht.has taken place. But even if the charging takes place in the presence of a doctor, the doctor cannot decide with certainty whether the rechargeable battery has received the correct charge or not.

Es ist deshalb eine Hauptaufgabe der Erfindung die subjektiven Beobachtungen des Arztes oder des Patienten durch ein Telemetriesignal zu ersetzen, das die richtige Aufladung der implantierten Spannungsquelle angibt. In diesem Fall wird eine ungenügende Aufladung oder ein totales Versagen von der Ladeschaltung selbst erfaßt und ein Signal zur Aufladenden Stromquelle zurückgeführt, das den Ladezustand des Gewebestimulationssystems angibt. Dieses Signal steuert durch Ausdehnung des Ladeintervalles die Arbeitsweise der Aufladeeinheit und kompensiert dadurch Zeitabschnitte, in denen die Ladung nicht richtig erfolgt, wobei das Ende des Ladeintervalles ebenso angezeigt wird, wie der Ausfall der richtigen Wiederaufladung der Einheit.It is therefore a primary object of the invention to provide the doctor's or patient's subjective observations through a telemetry signal that indicates the correct charge of the implanted voltage source. In this case, it will be insufficient Charging or a total failure is detected by the charging circuit itself and a signal is fed back to the charging power source, which indicates the state of charge of the tissue stimulation system. This signal controls the by extending the charging interval Operation of the charging unit and thereby compensates for periods of time in which the charging is not carried out correctly, whereby the end of the charging interval is displayed as well as the failure of the correct recharging of the unit.

Gemäß der Erfindung können ferner Ladung und Entladung des Gewebestimulationssystems automatisch aufgezeichnet v/erden. Dadurch muß sich der Arzt nicht auf das Gedächtnis seines Patienten verlassen, wenn er feststellen will, welchen Ladezustand die wiederaufladbare Spannungsquelle im Schrittmacher aufweist. .According to the invention, charging and discharging of the Automatically recorded by the tissue stimulation system. As a result, the doctor does not have to rely on his memory Leave the patient when he wants to determine the state of charge the rechargeable voltage source in the pacemaker. .

In einer weiteren Ausgestaltung bezieht sich die Erfindung auf ein System, das das richtige Positionieren eines äußeren Ladekopfes erleichtert, der die Induktionswicklungen der Stromquelle für die implantierte Ladeschaltung besitzt. Dadurch wird von Anfang an das richtige Positionieren des Ladekopfes gewährleistet, da gemäß der Erfindung ein positives Signal erzeugt wird, das.dem Patienten anzeigt, daß er den Ladekopf an der richtigen Stelle positioniert hat. Durch das AnlegenIn a further embodiment, the invention relates to a system that the correct positioning of an external Charging head facilitated, which has the induction windings of the power source for the implanted charging circuit. Through this the correct positioning of the loading head is guaranteed from the start, since according to the invention a positive signal is generated, das.dem patient indicates that he has positioned the loading head in the correct place. By creating

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einer Spezialweste oder eines Trägers kann die richtige Positionierung außerdem über das gesamte Ladeintervall automatisch eingehalten werden.a special vest or a carrier can provide the correct positioning are also automatically maintained over the entire charging interval.

Durch die Erfindung wird ferner eine Schaltung geschaffen zur elektrischen Nebenschlußregulierung in der Ladeschaltung, wodurch vermieden wird, daß Spannung und Strom für die wiederaufladbare Spannungsquelle zu groß werden. Außerdem wird durch die Schaltung vermieden, daß der wiederaufladbaren Spannungsquelle bei einem Kurzschluß in der Ladeschaltung Energie entzogen wird.The invention also provides a circuit for electrical shunt regulation in the charging circuit, whereby it is avoided that the voltage and current for the rechargeable voltage source are too large. In addition, the Circuit avoided that of the rechargeable voltage source in the event of a short circuit in the charging circuit, energy is withdrawn.

Die Erfindung betrifft somit ein Ladesystem für einen im Körper zu tragenden, mit einer wiederaufladbaren Gleichspannungsquelle versehenen Gewebestimulator, der zur Aufrechterhaltung der Körperfunktion das Gewebe mit elektrischen Impulsen anregt. Das System ist gekennzeichnet durch einen an die wiederaufladbare Gleichspannungsquelle im Körper angeschlossenen, elektronischen (inneren) Impulsgenerator, durch eine im Körper unter der Haut angeordnete (innere) Ladeschaltung mit einer über Gleichrichterausgangsleitungen mit dem Geürebestimulator verbundenen Induktionswicklung, durch eine äußere Ladestromquelle mit einer in der Nähe der inneren Induktionswicklung anbringbaren, äußeren Induktionswicklung, durch eine mit der inneren Ladeschaltung in Verbindung stehende Telemetrieschaltung zur Erfassung der Größe eines von der Gleichspannungsquelle aufgenommenen Ladestromes und zur Abgabe eines magnetischen Ausgangssignales an die äußere Stromquelle, das dieser die Größe des Ladestromes angibt, durch einen zur äußeren Stromquelle gehörenden Wandler, der das magnetische Ausgangssignal in ein elektrisches Steuersignal umformt, und durch eine ebenfalls der äußeren Stromquelle zugeordnete, von diesem elektrischen Steuersignal abhängige Stromsteuerung zur Regulierung der Stärke des auf die innere Ladeschaltung wirkenden Magnetfeldes.The invention thus relates to a charging system for one to be carried in the body with a rechargeable direct voltage source provided tissue stimulator, which is used to maintain the Body function stimulates the tissue with electrical impulses. The system is characterized by an on the rechargeable DC voltage source connected in the body, electronic (internal) pulse generator, through one in the body under the skin arranged (inner) charging circuit with a via rectifier output lines with the Geürebestimulator connected induction winding, by an external charging current source with one in the Near the inner induction winding attachable, outer induction winding, through one with the inner charging circuit in Connected telemetry circuit for detecting the size of a charging current taken from the DC voltage source and for the delivery of a magnetic output signal to the external power source, which indicates the magnitude of the charging current a converter belonging to the external power source, which converts the magnetic output signal into an electrical control signal converted, and by a current control which is also assigned to the external current source and is dependent on this electrical control signal to regulate the strength of the magnetic field acting on the internal charging circuit.

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Das erfindungsgemäße System eignet sich besonders für Herzschrittmacher, bei welchen eine Quelle von Herzstimulationsimpulsen für den Btienten in Betrieb gehalten werden muß. Ein solches Herzschrittmachersystem ist gekennzeichnet durch einen unter der Haut des Patienten implantierbaren Herzstimulator mit einer wiederaufladbaren Gleichspannungsquelle, mit einer Impulserzeugungsschaltung und mit einem mit Elektroden versehenen Katheter, der die Stimulationsimpulse dem Herz des Patienten zuführt, und durch eine vom magnetischen Ausgangssignal der Telemetrieschaltung abhängige Zeitsteuerung mit einem Register zur Speicherung eines Signales, zur Anzeige der Zeit, die verstrichen ist, in der das Ausgangssignal angibt, daß der Ladestrom mindestens einen vorgegebenen Betriebswert aufweist. Das magnetische Ausgangssignal kann auch zur Anzeige der Zeitdauer verwendet werden, in der der Ladestrom zwischen einer vorgegebenen oberen und unteren Grenze liegt. Zur ausführlicheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen. Darin zeigt:The system according to the invention is particularly suitable for cardiac pacemakers, in which a source of cardiac stimulation pulses for the patient must be maintained. Such a cardiac pacemaker system is characterized by a cardiac stimulator that can be implanted under the patient's skin with a rechargeable DC voltage source, with a pulse generating circuit and with one with electrodes provided catheter, which delivers the stimulation pulses to the heart of the patient, and through one of the magnetic output signal the telemetry circuit dependent time control with a register for storing a signal to display the Time that has elapsed in which the output signal indicates that the charging current has at least a predetermined operating value having. The magnetic output signal can also be used for display the period of time in which the charging current lies between a predetermined upper and lower limit. To the More detailed explanation of the invention is referred to the drawing. It shows:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Gewebestimulationssystems,1 shows a block diagram of the tissue stimulation system,

Fig. 2 ein elektrisches Schaltschema der Lade- und Telemetrieschaltung nach Fig. 1,Fig. 2 is an electrical circuit diagram of the charging and telemetry circuit according to Fig. 1,

Fig. 3 ein Schaltschema eines Gewebestimulators gemäß Fig. 1,3 shows a circuit diagram of a tissue stimulator according to FIG. 1,

Fig. 4 ein Schaltschema des Ladekopfes und der Stromversorgungsschaltungen gemäß Fig. 1 , FIG. 4 is a circuit diagram of the charging head and the power supply circuits according to FIG. 1,

Fig. 4A ein Schaltschema eines Abschnittes des Wandlers nach Fig. 1,FIG. 4A is a circuit diagram of a section of the converter according to FIG. 1,

Fig. 4B ein Schaltschema des restlichen Abschnittes des Wandlers nach Fig. 1,FIG. 4B is a circuit diagram of the remaining section of the converter according to FIG. 1,

Fig. 5 ein Schaltschema zur Darstellung weiterer Merkmale des Gewebestimulationssystems nach Fig. 1 ,FIG. 5 shows a circuit diagram to illustrate further features of the tissue stimulation system according to FIG. 1,

Fig. 6 eine perspektivische Frontansicht einer tragbaren Stromquelle mit einem Wandler,6 is a front perspective view of a portable power source with a converter,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht von Stromquelle und Wandler nach Fig. § von hinten,7 shows a perspective view of the power source and converter according to FIG.

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Fig. 8 <äas Aussehen der Spezialtragweste gemäß der Erfindung, Fig. 9 die Veränderung des magnetischen Ladefeldes abhängig8 shows the appearance of the special carrying vest according to the invention, FIG. 9 shows the change in the magnetic charging field

von der Zeit, und
Fig. 10 den inneren Aufbau der implantierten Teile des Gewebestimulationssystemes nach Fig. 1 .of the time, and
FIG. 10 shows the internal structure of the implanted parts of the tissue stimulation system according to FIG. 1.

Das wiederaufladbare Gewebestimulationssystem nach Fig. 1 umfaßt eine Ladeschaltung 10 mit einer Telemetrieschaltung 12 und einen Gewebestimulator 11 mit einem Katheter 16, wobei alle diese Teile zur Implantation im Körper vorgesehen sind. Zum System gehört ferner eine Stromquelle 13 mit einem Wandler in Form einer Diele tor schaltung zur Aufladung und zur Herstellung des Ladezustandes der implantierten Abschnitte des Gewebestimulationssystems. Die Stromquelle 13 arbeitet mit einem Leistungsoszillator 104, der ein elektrisches Feld von 21 kHz erzeugt, das den Ladekopf 42 speist. Ein Teil des Feldes am Ladekopf 42 wird erfaßt und zur Detektorschaltung oder zum Wandler 14 zurückgegeben. Der Ausgang des Wandlers 14 dient zur Steuerung der Energieabgabe des Leistungsoszillators und zur Betätigung einer Zeitsteuerungseinrichtung 61, die eine Zeitsteuerungs- und Indikationsschaltung enthält.The rechargeable tissue stimulation system of FIG. 1 comprises a charging circuit 10 with a telemetry circuit 12 and a tissue stimulator 11 with a catheter 16, all these parts are intended for implantation in the body. The system also includes a power source 13 with a converter in the form of a Diele gate circuit for charging and manufacturing the state of charge of the implanted sections of the tissue stimulation system. The current source 13 works with a power oscillator 104 which generates an electric field of 21 kHz generated, which feeds the loading head 42. Part of the field on the loading head 42 is detected and to the detector circuit or to Converter 14 returned. The output of the converter 14 is used to control the energy output of the power oscillator and for actuating a timing device 61 which contains a timing and indication circuit.

Die Ladeschaltung nach Fig. 2 enthält zwei Induktionswicklungen 17 und 18. Die Ausgangsleitungen 51 und 52 der Induktionswicklung 17 gehen über Gleichrichter zum Gewebestimulator nach Fig. Die Induktionswicklungen 17 und 18 sind nicht auf eine bestimmte Frequenz abgestimmt, sondern breitbandig. Man vermeidet dadurch eine immer kritische Abstimmung, so daß das System auch mit einer anderen Frequenz aufgeladen werden kann, falls dies zweckmäßig erscheint, beispielsweise um Interferenzen mit einer anderen, in der Nähe befindlichen Ausrüstung .zu vermeiden. The charging circuit according to FIG. 2 contains two induction windings 17 and 18. The output lines 51 and 52 of the induction winding 17 go via rectifier to the tissue stimulator according to Fig. The induction windings 17 and 18 are not specific Frequency matched, but broadband. This avoids an always critical tuning so that the system can also be charged with a different frequency, if this seems appropriate, for example to avoid interference with other equipment in the vicinity.

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Die Stromquelle 13 erzeugt somit zur Aufladung der Batterie des Gewebestirnulationssystemes beispielsweise ein Ladesignal von 21 kHz. Diese Frequenz ist relativ niedrig, liegt aber über der Hörbarkeit. Es kommen auch andere Frequenzen in Betracht, die ohne unzulässig große Verluste die Übertragung von Energie durch das Gewebe gestatten. Zur Erzeugung eines Gleichstromausganges wird der gesamte in der Induktionswicklung 17 induzierte Strom durch Dioden CR1 und CR2 gleichgerichtet. Man erhält dadurch an der Kathode der Dioden CR1 und CR2 eine positive Spannung gegenüber dem mittleren Anschluß der Induktionswicklung 17. Der Ladestrom geht durch einen Strommeßwiderstand R9 und durch die Diode CR5 zum Gewebestimulator. Über die Leitung wird der Strom zum mittleren Anschluß der Induktionswicklung zurückgeleitet.The power source 13 thus generates, for example, a charging signal to charge the battery of the tissue stimulation system of 21 kHz. This frequency is relatively low, but is above audibility. Other frequencies are also possible, which allow the transfer of energy through the tissue without inadmissibly large losses. For generating a direct current output the entire current induced in the induction winding 17 is rectified by diodes CR1 and CR2. You get as a result, a positive voltage at the cathode of the diodes CR1 and CR2 compared to the middle connection of the induction winding 17. The charging current goes through a current measuring resistor R9 and through the diode CR5 to the tissue stimulator. Over the line the current is fed back to the middle connection of the induction winding.

Die Telemetrieschaltung 12 besteht zum Teil aus den Transistoren Q2 und Q3, die zusammen einen über Kondensatoren C3 und C4 gekoppelten und freischwingenden Multivibrator bilden. Der Speisestrom für die Transistoren Q2 und Q3 wird über den Kollektor der Transistoren Q4 und Q5 geliefert. Die Frequenz des Multivibrators wird durch den Basenstrom der Transistoren Q2 und Q3 und durch die Kondensatoren C3 und C4 gesteuert. Der Kollektorstrom von Q4 und Q5 hängt ab vom Spannungsabfall an der Reihenschaltung der Emitterwiderstände R4 und R5 und der Emitter-Basis-Grenzfläche der Transistoren Q4 und Q5· Die Spannung an den Emitterwiderständen R4 und R5ist praktisch gleich der Spannung am Strommeßwiderstand R9, da der Basis-Emitter-Spannungsabfall der Transistoren Q4 und Q5 eng am Basis-Emitter-Spannungsabfall des Transistors Q6 liegt. Ein kleiner Strom kann über den Kollektorwiderstand R7 durch den Transistor Q6 fließe^ so daß an diesem Transistor ein Basis-Emit ter-Spannungsabfall entsteht, der sich abhängig von der Temperatur ebenso ändert wie der Basis-Emitter-Spannungsabfall in den Transistoren Q4 und Q5. Beim Anstieg der. Spannung amThe telemetry circuit 12 consists in part of the transistors Q2 and Q3, which together form a freely oscillating multivibrator coupled via capacitors C3 and C4. Of the Supply current for transistors Q2 and Q3 is supplied through the collector of transistors Q4 and Q5. The frequency of the multivibrator is controlled by the base current of transistors Q2 and Q3 and capacitors C3 and C4. The collector current of Q4 and Q5 depends on the voltage drop across the series connection of the emitter resistors R4 and R5 and the emitter-base interface of transistors Q4 and Q5 · The voltage across emitter resistors R4 and R5 is practical equal to the voltage at the current measuring resistor R9, since the base-emitter voltage drop of transistors Q4 and Q5 is close to the base-emitter voltage drop of transistor Q6. A A small current can flow through the transistor Q6 via the collector resistor R7, so that a base-emit at this transistor ter voltage drop occurs, which depends on the Temperature changes as does the base-emitter voltage drop in transistors Q4 and Q5. When the. Voltage on

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Strommeßwiderstand R9 steigt somit auch die Spannung an den Widerständen R4 und R5 proportional an. Da der Kollelctorstrom der Transistoren Q4 und Q5 durch die Spannung an R4 und R5 bestimmt wird, steuert der Strom durch den Widerstand R9 die Frequenz des Multivibrators praktisch linear. Der Kollektorstrom des Transistors Q2 dient zum Ein- und Ausschalten des Transistors Q1 mit der Frequenz des Multivibrators» Jeweils wenn Q1 eingeschaltet ist ist die andere Seite der Induktionswicklung 18 für die getrennten Halbwellen jeder Schwingung des Ladesignales von 21 kHz kurzgeschlossen, wenn dieses vorhanden ist. Bei eingeschaltetem Q1 wird somit das Feld von 21 kHz durch das Äquivalent einer kurzgeschlossenen Wicklung, gleich einer Seite des Induktors 18 nach unten belastet. Das Feld von 21 kHz der Stromquelle 13 wird somit abwechselnd be- und entlastet, mit einer vom freischwingenden Multivibrator bestimmten Frequenz. Der Transistor Q1 ist mit der Induktionswicklung 18 über die Dioden CR3 und CR4 verbunden, wobei der Transistor Q1 als Schalter zur abwechselnden Belastung des Ladefeldes dient.The current measuring resistor R9 also increases the voltage across the Resistors R4 and R5 proportionally. Since the collector current of the transistors Q4 and Q5 is determined by the voltage across R4 and R5 the current through resistor R9 controls the frequency of the multivibrator practically linearly. The collector current of the Transistor Q2 is used to switch transistor Q1 on and off at the frequency of the multivibrator »when Q1 is switched on is the other side of the induction winding 18 for the separate half-waves of each oscillation of the charging signal of 21 kHz short-circuited, if this is present. When the Q1 thus becomes the field of 21 kHz through the equivalent of a shorted winding, equal to one side of the Inductor 18 loaded down. The field of 21 kHz of the power source 13 is thus alternately loaded and unloaded, with a frequency determined by the free-swinging multivibrator. The transistor Q1 is connected to the induction winding 18 via the Diodes CR3 and CR4 connected, the transistor Q1 serving as a switch for alternating loading of the charging field.

Die magnetische Feldstärke zwischen den Induktionswicklungen der Stromquelle und der Ladeschaltung in Abhängigkeit von der Zeit ist in Fig. 9 dargestellt. Das Intervall t, in dem die Belastung des Ladefeldes zunimmt (wodurch sich die Feldstärke verringert) variiert mit der Arbeitsfrequenz der Telemetrieschaltung. Wie bereits erläutert, wird die Telemetriefrequenz von den Transistoren Q2 und Q3 gesteuertρ die wiederum vom Strom durch den Strommeßwiderstand R9 gesteuert werden. Bei einer Zunahme der Energie des Ladungsfeldes ist zunächst der Strom durch den Widerstand R9 gleich dem Ladestrom für die Batterie 15 des Gewebestimulators, da der Nebenschlußstromregler anfangs nicht eingeschaltet ist. Der Nebenschlußstromregler besteht aus dem Nebenschlußtransistor Q7 und dem Nebenschlußwiderstand R8, der die Basisspannung des Transistors Q7 erzeugt.The magnetic field strength between the induction windings of the power source and the charging circuit as a function of the Time is shown in FIG. The interval t in which the load on the charging field increases (which increases the field strength decreased) varies with the operating frequency of the telemetry circuit. As already explained, the telemetry frequency controlled by the transistors Q2 and Q3 which in turn from the Current can be controlled by the current measuring resistor R9. at an increase in the energy of the charge field, the current through resistor R9 is initially equal to the charging current for the Battery 15 of the tissue stimulator as the shunt current regulator is not switched on initially. The shunt current regulator consists of the shunt transistor Q7 and the shunt resistor R8, which generates the base voltage of transistor Q7.

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Der Nebenschlußstromregler hält einen konstanten Strom durch den Widerstand R8 aufrecht, der mit den Gleichrichterausgangsleitungen 51 und 52 in Reihe liegt. Die Zenerdiode VR1 verhindert, daß die gleichgerichtete Ausgangsspannung an den Leitungen 51 und 52 bei unbelasteter Batterie 15 zu groß wird. Man vermeidet dadurch gefährlich hohe Stimulationsfrequenzen im Leerlauf dieses Gewebestimulatorteiles, das mit der Batterie 15 in Reihe liegt, so daß Schaden des Gewebes durch unzulässig große Stimulationsfrequenzen verhindert werden.The shunt current regulator maintains a constant current the resistor R8 upright, the one with the rectifier output lines 51 and 52 are in series. The Zener diode VR1 prevents the rectified output voltage on lines 51 and 52 becomes too large when the battery 15 is unloaded. One avoids as a result, dangerously high stimulation frequencies when idling this tissue stimulator part, which is in series with the battery 15 so that damage to the tissue by impermissibly high stimulation frequencies can be prevented.

Da der Strom durch den Widerstand R8 während des Betriebes des Nebenschlußstromreglers zunimmt, nimmt auch der Spannungsunterschied am Basis-Emitter-Übergang des Transistors Q7 zu, so daß dieser Transistor stärker leitet und damit einen Teil des durch den Widerstand fließenden Stromes abzweigt. Durch die Stromführung von Q7 wird der Strom durch den Widerstand R8 relativ konstant gehalten. Wenn der Transistor Q7 auf konstanter Temperatur gehalten wird, kann der Widerstand R8 zur Regelung eines bestimmten Stromes dienen. Wenn beispielsweise ein Ladestrom von 40 mA für die Batterie 15 aufrechterhalten werden soll, und wenn der Baas-Emitter-Spannungsabfall für die Stromführung des Transistors Q7 ca. 0,4 V beträgt, kann man den Widerstandswert des Widerstandes R8 so wählen, daß diese 40 mA einen Spannungsunterschied von 0,4 V zwischen den Basis-Emitter-Leitungen des Transistors Q7 erzeugen. Wenn der Strom auf über 40 mA steigt, führt der Transistor Q7 in erheblich stärkerem Maße Strom. Durch diese zunehmende Belastung wird das vom Transistor Q1 erzeugte Telemetriesignal geändert. Die Ladung der Batterie 15 wird so lange als richtig angesehen, wie der Strom durch den Widerstand R9 auf 40 mA oder darüber bleibt. Die Diode CR5 verhindert jeden Kurzschluß zwischen den Leitungen 51 und 52 im Bereich zwischen den Induktoren 17 und 18 und der Diode CR5.Since the current through resistor R8 increases during the operation of the shunt current regulator, the voltage difference at the base-emitter junction of transistor Q7 also increases, so that this transistor conducts more strongly and thus branches off part of the current flowing through the resistor. By the current flow of Q7, the current through resistor R8 is kept relatively constant. When transistor Q7 is constant Temperature is maintained, the resistor R8 can be used to regulate a certain current. For example, if a charging current of 40 mA for the battery 15 is to be maintained, and when the Baas-Emitter voltage drop for current conduction of transistor Q7 is about 0.4V, one can get the resistance value of resistor R8 so that this 40 mA results in a voltage difference of 0.4 V between the base-emitter lines of transistor Q7. When the current rises above 40 mA, transistor Q7 performs in a significantly stronger manner Dimensions of electricity. This increasing load changes the telemetry signal generated by transistor Q1. The charge of the battery 15 is considered correct as long as the Current through resistor R9 remains at 40 mA or above. The diode CR5 prevents any short circuit between the lines 51 and 52 in the area between the inductors 17 and 18 and the Diode CR5.

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Als weitere Sicherheitsmaßnahme arbeitet die implantierbare . Ladeschaltung nach Pig, 2 mit einer Zenerdiode VR1, die auf eine bestimmte, maximale Arbeitsspannung eingestellt ist und an den Gleichrichterausgangsleitungen 51 und 52 liegt. Für diese maximale Arbeitsspannung ist ein Wert von nicht mehr als 5 V typisch, vorzugsweise von nicht mehr als 3,6 V. Man erhält durch dieses Merkmal einen, positiven Schutz gegen zu hohe Spannung auf den Leitungen 51 und 52, wodurch wiederum eine unzulässig große Stimulationsfrequenz am Katheter 60 verhindert wird und damit auch die Gefahr eines Herzkammerflimmerns, wenn das angeregte Gewebe das Herz ist, was gewöhnlich zum Tod des Patienten führt. Wie bereits erwähnt, vermeidet die mit den Gleichrichterausgangsleitungen 51 und 52 der Ladeschaltung in Reihe liegende Diode CR5i daß die Zelle 15 durch einen Kurzschluß in der Ladeschaltung entleert wird, der etwa in den Transistoren Q6, Q7 oder dem Kondensator C1 auftreten könnte.The implantable one works as a further safety measure. Charging circuit according to Pig, 2 with a Zener diode VR1, which is on a certain, maximum working voltage is set and is on the rectifier output lines 51 and 52. For this maximum working voltage is a value of no more than 5 V typically, preferably not more than 3.6 V. This feature provides positive protection against excessively high levels Voltage on lines 51 and 52, which in turn prevents an impermissibly high stimulation frequency on catheter 60 and with it the risk of ventricular fibrillation, if the tissue excited is the heart, which usually leads to the death of the patient. As mentioned earlier, avoiding the Rectifier output lines 51 and 52 of the charging circuit in series diode CR5i that the cell 15 by a short circuit is emptied in the charging circuit, which could occur in the transistors Q6, Q7 or the capacitor C1.

Aus Sicherheitsgründen wird neben der Induktionswicklung 17 der elektrischen Ladestromquelle eine getrennte Telemetrie-Induktionswicklung 18 verwendet, obgleich die beiden WicklungenFor safety reasons, a separate telemetry induction winding is used in addition to the induction winding 17 of the electrical charging current source 18 is used, although the two windings

17 und 18 als Teil der Induktionswicklung der implantierbaren Ladeschaltung anzusehen sind. Die getrennten Wicklungen 17 und17 and 18 as part of the induction winding of the implantable Charging circuit are to be viewed. The separate windings 17 and

18 verhindern, daß Schwierigkeiten, die im Telemetrieabschnitt der Schaltung auftreten, das Laden der Zelle 15 sperren. Das bedeutet, daß durch Kurzschlüsse oder Unterbrechungen zwischen den Widerständen R4 oder R3 und der Induktionswicklung 18 die Ladung der Batterie 15 nicht beeinflußt wird.18 prevent difficulties arising in the telemetry section of the circuit occur, the charging of the cell 15 is blocked. This means that short circuits or interruptions between the resistors R4 or R3 and the induction winding 18 the charge of the battery 15 is not affected.

Im folgenden wird die Funktion des magnetischen Ausgangssignales der Telemetrieschaltung 12 auf den Wandler I4 erläutert. Der zwischen den Magnetwicklungen der äußeren Ladestromquelle 13 und zwischen der implantierten Ladeschaltung 10 vorhandene Magnetfluß wird in seiner Intensität regelmäßig gemäß Fig. 9 variiert. Das Ausmaß der Belastung des durch die Stromquelle erzeugten Magnetfeldes bestimmt die maximale Amplitude desThe function of the magnetic output signal of the telemetry circuit 12 on the converter I4 is explained below. The one present between the magnetic windings of the external charging current source 13 and between the implanted charging circuit 10 The intensity of the magnetic flux is varied regularly as shown in FIG. The extent of the load on the power source generated magnetic field determines the maximum amplitude of the

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Magnetfeldes. Das bedeutet, daß die Amplitude des Magnetfeldes um so kleiner ist, je größer die Belastung der Ladeschaltung (und damit der Telemetrieschaltung) ist. Die Frequenz dieser auftretenden, schnellen Be- und Entlastung ist direkt proportional demStrom durch den Widerstand R9. Da der gesamte Strom bis zu einem maximalen Wert Über die Gleichrichterausgangsleitungen 51 und 52 die Batterie 15 auflädt, gibt ein unter diesem Maximalwert durch den Widerstand R9 fließender Strom an, daß die Ladung der Batterie 15 nicht ausreicht. Die oben beschriebene Telemetrieschaltung 12 erfaßt diesen Zustand und signalisiert ihn zu der Induktionswicklung 21 zurück, in dem die Frequenz der Amplitudenspitzendurchflutung des Ladefeldes moduliert wird. Bei nicht ausreichender Ladung wird somit die Periode t der Amplitudenspitzenänderung in Fig. 9 außergewöhnlich lang. Wenn die Induktionswicklungen der Stromquelle zur besseren Aufladung näher an die Induktionswicklung der' implantierten Ladeschaltung herangebracht werden, verringert sich die Periode t in Fig. 9. Die Frequenz der Spitzenamplitude der magnetischen Feldstärke steigt somit, wenn diese Frequenz ausreichend zunimmt und angibt, daß der maximale Ladestrom durch den Widerstand ES erreicht ist. Das durch das magnetische Ausgangssignal der Telemetrieschaltung 12 im Wandler 14 erzeugte elektrische Steuersignal verändert die Regelung der Stromquelle 13. Diese Veränderungen alternieren den Strom durch die lichtemittierenden Dioden 26 und 27, den Schaltzustand des Summers 28, erzeugen ein Signal im Stromkreis 59 zur Änderung des Ausganges der Stromsteuerung 60, und schalten die Zeitsteuerungseinrichtung 61 zur Betätigung des Registers 31 ein, wodurch angezeigt wird, daß das Gewebestimulationssystem richtig aufgeladen wird.Magnetic field. This means that the amplitude of the magnetic field is smaller, the greater the load on the charging circuit (and thus the telemetry circuit) is. The frequency of this rapid loading and unloading is directly proportional the current through resistor R9. Since the total current is up to a maximum value via the rectifier output lines 51 and 52 charges the battery 15, gives one below this maximum value Current flowing through the resistor R9 indicates that the charge of the battery 15 is insufficient. The telemetry circuit described above 12 detects this state and signals it back to the induction winding 21, in which the frequency of the amplitude peak flow of the charging field is modulated. If the charge is insufficient, the period t becomes the change in amplitude peak in Fig. 9 exceptionally long. If the induction windings of the power source are closer to the Induction winding of the 'implanted charging circuit are brought up, the period t decreases in FIG. 9. The frequency the peak amplitude of the magnetic field strength thus increases when this frequency increases sufficiently to indicate that the maximum charging current is reached through the resistor ES. The through the magnetic output signal of the telemetry circuit 12 The electrical control signal generated in the converter 14 changes the regulation of the current source 13. These changes alternate the current through the light-emitting diodes 26 and 27, the switching state of the buzzer 28, generate a signal in the circuit 59 for changing the output of the current control 60, and turn on the timer 61 to operate the register 31, indicating that the tissue stimulation system is charged properly.

Die Telemetrieschaltung und der Wandler gemäß der Zeichnung belasten ein existierendes, elektromagnetisches Feld mit einer Telemetrieschaltung und steuern die Arbeitsweise der Stromquelle 13'abhängig von dem Einfluß, den die'Telemetriesehaltung 12 auf das von der Stromquelle 13 induzierte elektromagnetische FeldThe telemetry circuit and the transducer according to the drawing load an existing electromagnetic field with a Telemetry circuit and control the mode of operation of the power source 13 'depending on the influence that the' telemetry maintenance 12 on the electromagnetic field induced by the power source 13

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hat. Zu beachten ist jedoch, daß für die unterschiedlichen Arten der magnetischen Ausgangssignale andere Formen magnetischer Ausgangssignalerzeugung und andere Formen von Wandlern zuständig sind. So kann beispielsweise erstens ein elektromagnetisches Signal zu einem Wandler mit einer von der Ladefrequenz abweichenden Frequenz zurückgeführt werden. Zweitens kann die Stromquelle ein- und ausgeschaltet werden und ein kurzes Signal, das den Ladestrom durch den Widerstand R9 angibt, kann zum Wandler während der Abschaltperiode zurückgeführt werden. Drittens kann ein piezoelektrischer Kristall in der Telemetrieschaltung ein akustisches Ausgangssignal zur Anzeige des Ladezustandes erzeugen.Has. It should be noted, however, that for the different types of magnetic output signals, other forms of magnetic Output signal generation and other forms of transducers are responsible. For example, an electromagnetic Signal can be fed back to a converter with a frequency deviating from the charging frequency. Second, the power source can can be switched on and off and a short signal indicating the charging current through resistor R9 can be sent to the converter be fed back during the shutdown period. Third, a piezoelectric crystal can be used in the telemetry circuit Generate acoustic output signal to display the charge status.

Außerdem können verschiedene Parameter als signifikante Variable im magnetischen Ausgangssignal verwendet werden. Man kann eine von Parametern, wie etwa dem Ladestrom, linear abhängige, einzelne Frequenzmodulation verwenden. Zwei verschiedene Frequenzen können die ausreichende oder nicht ausreichende Ladung angeben. Eine Variation dieser letzteren Betriebsart besteht darin, das Telemetriesignal nur dann zurückzuführen, wenn die Einheit richtig geladen wird. Außerdem kann man verschiedene Kombinationen von Amplituden- und Frequenzmodulation anstelle der Frequenzmodulationsform im Ausführungsbeispiel vorsehen.In addition, various parameters can be used as significant variables in the magnetic output signal. One can use individual frequency modulation that is linearly dependent on parameters such as the charging current. Two different frequencies can indicate the sufficient or insufficient charge. A variation of this latter mode of operation is that Telemetry signal only returned if the unit is correct is loaded. You can also use different combinations of amplitude and frequency modulation instead of the frequency modulation form Provide in the embodiment.

In der Stromquelle nach Fig. 4 erzeugt eine Stromste\B?ung 60 am Ausgang einen konstanten Strom für die Induktionswicklung Die Stromsteuerung 60 enthält Widerstände R23 und R24_f parallelgeschaltet, und in Reihe mit dem Basis-Emitter-Übergang des Transistors Q15. Diese Kombination liegt parallel zu Dioden CR5 und CR6 zwischen den Basis-Emitter-Übergang des Transistors Q15. Eine Gleichspannungsquelle in Form einer wiederaufladbaren Batterie 53 ist mit einem Anschluß an diese Schaltungselemente und mit dem anderen Anschluß an den Widerstand R25 angeschlossen, der von der Basis des Transistors Q15 abgeht. Das elektrischeIn the current source shown in FIG. 4 generates a Stromste \ B? Ung 60 at the output of a constant current to the induction coil, the current controller 60 includes resistors R23 and R24 _f are connected in parallel and in series with the base-emitter junction of transistor Q15. This combination is in parallel with diodes CR5 and CR6 between the base-emitter junction of transistor Q15. A DC voltage source in the form of a rechargeable battery 53 has one terminal connected to these circuit elements and the other terminal connected to the resistor R25 which extends from the base of the transistor Q15. The electric

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Steuersignal auf der Leitung 59 vom Wandler stellt den Ausgangsstrom der Stromsteuerung 60 für die Induktionswicklung 24 zur Einstellung der Stärke des auf die implantierte Ladeschaltung gegebenen Magnetfeldes ein. Wenn der durch den Widerstand R9 in der Ladeschaltung fließende Strom einen maximalen Betriebswert überschreitet, setzt das Signal aus der Schaltung 59 den Ausgangsstrom der Stromsteuerung 60 herab. Der verringerte Ausgangsstrom führt über die Induktionswicklungen 22, 23 und 24 dazu, daß zwischen den Induktionswicklungen 19, 20 und 21 der Stromquelle und den Induktionswicklungen 17 und 18 der Ladeschaltung ein geringeres Magnetfeld wirksam wird.Control signal on line 59 from the converter sets the output current the current control 60 for the induction winding 24 for Adjustment of the strength of the implanted charging circuit given magnetic field. When the current flowing through the resistor R9 in the charging circuit has a maximum operating value exceeds, the signal from circuit 59 decreases the output current of current controller 60. The reduced output current leads via the induction windings 22, 23 and 24 to the fact that between the induction windings 19, 20 and 21 of the Power source and the induction windings 17 and 18 of the charging circuit a lower magnetic field is effective.

Die Leistungsoszillatorschaltung 104 besteht aus zwei TransistorenThe power oscillator circuit 104 consists of two transistors

direkt Q16 und Q17, die mit den Transformatoren 20 und 23/und mit den Wicklungen 19, 21 und 100 induktiv verbunden sind. Beim Einschalten des Leistungsoszillators erhält die Basis des Transistors QT6 über den Widerstand R26, der an der Primärwicklung des Transformators 23 liegt, positive Spannung. Der Mittelanschluß des Transformators 23 führt über den Induktor 24 und die Strumsteuerung 60 zur wiederaufladbaren Batterie 53. Wenn die Basis des Transistors Q16 positiv ist, ist dieser durchgesteuert, so daß durch die Hälfte der Primärwicklung 23 Strom fließt, die mit dem Kollektor des Transistors Q16 verbunden ist. Dieser Stromfluß wird auf die Sekundärwicklung 22 transformiert und geht von hier zur Wicklung 19 des Ladekopfes. Der Strom in der Wicklung 19 erzeugt in der Wicklung 20 einen Stromfluß derart, daß die Basis des Transistors QT6 negativ und die Basis des Transistors Q17 positiv wird. Dadurch wird der Transistor Q16 abgeschaltet und der Transistor Q17 eingeschaltet, so daß nun ein Strom in der anderen Hälfte der Primärwicklung 23 fließt. Der Strom in der zweiten Hälfte der Wicklung 23 erzeugt in der Wicklung 22 einen entgegengesetzten Strom. Dieser nun in Richtung der Wicklung 19 fließende Strom kehrt den Stromfluß in der Wicklung 20 um, wodurch wieder der Transistor Q16directly Q16 and Q17, which are connected to transformers 20 and 23 / and with the Windings 19, 21 and 100 are inductively connected. When switching of the power oscillator receives the base of transistor QT6 through resistor R26, which is connected to the primary winding of the Transformer 23 is positive voltage. The center connection of the transformer 23 leads via the inductor 24 and the Current control 60 to the rechargeable battery 53. When the Base of transistor Q16 is positive, this is turned on, so that current flows through half of the primary winding 23 which is connected to the collector of transistor Q16. This Current flow is transformed to secondary winding 22 and goes from here to winding 19 of the charging head. The current in the Winding 19 generates a current flow in winding 20 such that the base of transistor QT6 is negative and the base of the Transistor Q17 goes positive. This turns transistor Q16 turned off and transistor Q17 turned on, so that a current now flows in the other half of the primary winding 23. The current in the second half of the winding 23 generates in the winding 22 has an opposite current. This current flowing in the direction of the winding 19 reverses the current flow in winding 20 µm, which again turns transistor Q16

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ein- und der Transistor Qi7 abgeschaltet wird. Auf diese Weise wird die Schwingung aufrechterhalten. Die Frequenz, des Oszillators wird gesteuert durch den Aufbau und das Zusammenbrechen des Magnetfeldes des Ladelcopfes 42. Das Haupt steuerelement für dieses Ladefeld ist die Wicklung 100 mit dem damit verbundenen Kondensator C28. Die Widerstände R27 und R30 begrenzen den Basisstrom der Transistoren Q16 und QI7. Außerdem schützt die aus den Widerständen R28, R29 und R31 und den Dioden CR8 und CR9 und dem Kondensator CI4 bestehende Schaltung die Basis der Transistoren Q16 und Q17 davor, zu stark positiv zu werden. Die Dioden CR7A und CR7B verhindern, daß die Basis der Transistoren Q16 und Q17 unter den Durchlaßspannungsabfall geht, so daß der Kollektor-Emitter-Übergang dieser Transistoren gegen unzulässig große Sperrbeanspruchungen geschützt ist.on and transistor Qi7 is turned off. In this way the vibration is maintained. The frequency of the oscillator is controlled by the build-up and collapse of the magnetic field of the charging head 42. The main control element for this charging field is the winding 100 with the associated one Capacitor C28. The resistors R27 and R30 limit the base current of transistors Q16 and QI7. It also protects from the resistors R28, R29 and R31 and the diodes CR8 and CR9 and the capacitor CI4 the basis of the circuit Transistors Q16 and Q17 from going too positive. the Diodes CR7A and CR7B prevent the base of the transistors Q16 and Q17 go below the forward voltage drop so that the Collector-emitter junction of these transistors is protected against impermissibly large blocking stresses.

Wenn die Leitung 101 der Wicklung 20 gegenüber der Leitung 102 positiv ist, gilt für den Stromfluß folgendes: Die Diode CR9 leitet, die Diode CR8 ist geöffnet und der Strom fließt über den Widerstand R27, durch den Emitter-Basis-Übergang des Transistors Q16, wodurch dieser durchgesteuert wird, über die parallele Schaltung aus Widerstand R31 und Kondensator CI4, über die Diode CR9 und über den Widerstand R29 zurück zur Leitung 102. Der BasLs-Emitter-Übergang des Transistors Q17 führt dabei Sperrspannung. Wenn der Transistor Q16 leitet, verhindert die Diode CR7B, daß der Kollektor des Transistors Q17 sehr viel negativer wird als der Emitter des Transistors Q17· Wenn die Leitung 102 der Wicklung 20 gegenüber der Leitung 101 positiv ist, fließt der Strom durch den Widerstand R30, den Emitter-Basis-Übergang des Transistors QI7, der durchgesteuert ist, durch die Parallelschaltung aus Widerstand R31 und Kondensator CI4, durch die Diode CR8 (die Diode CR9 sperrt) und über den Widerstand R28 zurück zur Leitung 101. Die Diode CR7A verhindert, daß negative Übergänge am Kollektor den Transistor Q16 zerstören. Beim ersten Einschalten wird der Transistor Q16When the line 101 of the winding 20 is positive with respect to the line 102, the following applies to the flow of current: The diode CR9 conducts, the diode CR8 is open and the current flows via the resistor R27, through the emitter-base junction of the Transistor Q16, whereby this is turned on through the parallel connection of resistor R31 and capacitor CI4, via the diode CR9 and via the resistor R29 back to the line 102. The BasLs-emitter junction of transistor Q17 leads Reverse voltage. When transistor Q16 conducts, diode CR7B prevents the collector of transistor Q17 from increasing very much becomes more negative than the emitter of transistor Q17 · When the Line 102 of winding 20 is positive with respect to line 101 the current flows through resistor R30, the emitter-base junction of transistor QI7, which is turned on, through the parallel connection of resistor R31 and capacitor CI4, through the diode CR8 (the diode CR9 blocks) and through the Resistor R28 back to line 101. The diode CR7A prevents negative transitions on the collector of the transistor Destroy Q16. When you first turn on the transistor Q16

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durch den Basisstrom des Widerstandes R26 sofort durchgesteuert. Dies gewährleistet den sofortigen Schwingungseinsatζ und man vermeidet, daß weder der Transistor Q16 noch der Transistor Q17 leiten.activated immediately by the base current of resistor R26. This ensures the immediate Schwingungseinsatζ and you prevents neither the transistor Q16 nor the transistor Q17 conduct.

Wenn die Telemetrieerfassungsschaltang arbeitet,wird das Signal des Magnetfeldes durch die Wicklung 21 im Ladekopf 42 aufgenommen, durch den Vollweggleichrichter 25 gleichgerichtet und über das Bandpaßfilter 105 gegeben, das aus den Widerständen R32 bis R35 und den Kondensatoren 01 5 bis C 18 besteht.When the telemetry detection circuit works, the signal will of the magnetic field absorbed by the winding 21 in the charging head 42, rectified by the full-wave rectifier 25 and passed through the bandpass filter 105, which consists of the resistors R32 to R35 and the capacitors 01 5 to C 18.

Der Ausgang des Bandpaßfilters 105 steuert den aus dem Verstärker Al, den Widerständen R36 bis R39 und dem Kondensator C27 bestehenden, abgestimmten Verstärker 106. Der abgestimmte Verstärker 106 ist kapazitiv über C126 mit dem Tiefpaßfilter 107 gekoppelt, das aus dem Verstärker A2, den Kondensator C21 und dem Widerstand R40 besteht. Der Ausgang des Tiefpaßfilters geht über den Kondensator C19 zurück zum abgestimmten Verstärker um diesen Schaltungsteil zu stabilisieren, und wird kapazitiv über C22 auf den Frequenz-Spannungs-Wandler 108 gegeben, bestehend aus dem Verstärker A3, den Kondensator C2ü, dem Widerstand R41 und der Diode CR2G. Die Diode CR20 bewirkt am Eingang des Verstärkers A3 eine Qleichspannung, die durch die Reduktion des Rückkopplungssignales zunimmt, die bei Reaktanzänderungen der Kondensatoren C22 und C20 als Funktion der Frequenz auftreten. Der Ausgang des Frequenz-Spannungs-Wandlers 108 steuert die Komparatorschaltung 109, bestehend aus Verstärker A4, Widerständen R42 bis R44 und dem Kondensator C23. Durch entsprechende Einstellung des Widerstandes R42 wird der Ausgang des Verstärkers A4 positiv, wenn da? Ausgang des Verstärkers A3 unter die Spannung geht, auf die die Mittelanzapfung des Widerstandes R42 eingestellt ist. Wenn dies eintritt, wird der Ausgang des Verstärkers A4 positiv, wodurch der Transistor Q1'8 eingeschaltet Wird, der den Emitter-Basis-Strom dieses Transistors erhöht. Der Ausgang des Spannungs-Komparatorverstärkers A4 Vächst in negativer Richtung an, wenn ihrThe output of the bandpass filter 105 controls that of the amplifier A1, the resistors R36 to R39 and the capacitor Matched amplifier 106 existing at C27. The matched amplifier 106 is capacitive via C126 with the low pass filter 107 coupled, which consists of the amplifier A2, the capacitor C21 and resistor R40. The output of the low pass filter goes back to the tuned amplifier through capacitor C19 in order to stabilize this part of the circuit, and is given capacitively via C22 to the frequency-voltage converter 108, consisting from the amplifier A3, the capacitor C2ü, the resistor R41 and the diode CR2G. The diode CR20 acts at the input of the amplifier A3 is a DC voltage that is obtained by reducing the Feedback signal increases, which occur with reactance changes of the capacitors C22 and C20 as a function of the frequency. The output of the frequency-to-voltage converter 108 controls the comparator circuit 109, consisting of amplifier A4, Resistors R42 to R44 and capacitor C23. Through appropriate Setting the resistor R42 will the output of amplifier A4 be positive, if there? Output of amplifier A3 goes under the tension to which the center tap of the Resistor R42 is set. When this happens, the output of amplifier A4 goes positive, causing the transistor Q1'8 is turned on, which increases the emitter-base current of this transistor. The output of the voltage comparator amplifier A4 Grow in negative direction when you

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Eingangsfrequenz ansteigt.Input frequency increases.

\Ienn der Strom durch den Transistor Q1 8 zunimmt, nimmt auch der Strom im "Transistor Q1 5 über die Leitung 59 zu. Der Transistor Q15 ist ein Konstantstromregler. Der Strom am Kollektor von Q15 ermittelt sich aus dem Spannungsabfall aus der Diodenreihenschaltung bestehend aus den Dioden CR5 und CR6 und der Impedanz der Parallelschaltung bestehend aus den Widerständen R24 und R23, die in Reihe liegt mit dein Basis-Emitter-Übergang des Transistors Q15. Der zunehmende Strom in der Leitung 5S bewirkt eine Zunahme der Spannung an den Dioden CR5 und CR6, wodurch sich auch der Strom erhöht, der den Stromregler 60 zu passieren versucht. Ebenso v/ird durch die Herabsetzung des Stromes in der Leitung 5S der Strom im Regler 60 herabgesetzt. Über die Leitung 59 wirkt somit der Wandler 14 auf die Stromsteuerung 60 und justiert die Stärke des auf die Ladeschaltung 10 gegebenen Magnetfeldes ein. If the current through transistor Q1 8 increases, so does the current in transistor Q1 5 via line 59. Transistor Q15 is a constant current regulator. The current at the collector of Q15 is determined from the voltage drop across the series of diodes consisting of the Diodes CR5 and CR6 and the impedance of the parallel circuit consisting of resistors R24 and R23 in series with the base-emitter junction of transistor Q15 The increasing current on line 5S causes the voltage across diodes CR5 and CR6 to increase , which also increases the current that tries to pass through the current regulator 60. Likewise, by reducing the current in the line 5S, the current in the regulator 60 is reduced adjusts the strength of the magnetic field applied to the charging circuit 10.

Das Frequenz-Spannungs-Umformungssystem 108 erzeugt ebenfalls einen Ausgang auf der Leitung 63. Dieser Ausgang führt zu einer Vergleichsschaltung 110, gebildet aus dem Operationsverstärker A5, den Widerständen R46, R47, R48 und dem Kondensator C24, die gemäß der Zeichnung geschaltet sind. Der Widerstand R46 läßt sich auf den geeigneten Betriebsladungsspannungsunterschied an den Leitungen 51 und 52 der implantierten Ladeschaltung anpassen. Eine Lampentreiberschaltung 111 mit einem Widerstand R49 und einem Lampentreiberverstärker A6, der geerdet ist, steht über einen Widerstand R50 mit einer lichtemittierenden Diode 26 in Verbindung. Diese lichtemittierende Diode 26 liefert gemäß Fig. 6 eine sichtbare Anzeige, verm, das Signal in der Schaltung 63 zu groß ist. Das Ansprechen der lichtemittierenden Diode 26 zeigt an, daß an den Leitungen 51 und 52 der üäeschaltung die Betriebsspannung erreicht ist und daß die Batterie 15 richtig aufgeladen wird. Umgekehrt geht bei ungenügendem Signal in der Schaltung 63 zur Betätigung der lichtemittierenden The frequency-voltage conversion system 108 also generates an output on the line 63. This output leads to a comparison circuit 110, formed from the operational amplifier A5, the resistors R46, R47, R48 and the capacitor C24, which are connected as shown in the drawing. The resistor R46 can be adapted to the appropriate operating charge voltage difference on the lines 51 and 52 of the implanted charging circuit. A lamp driver circuit 111 having a resistor R49 and a lamp driver amplifier A6, which is grounded , is connected to a light emitting diode 26 through a resistor R50. This light-emitting diode 26 provides, as shown in FIG. 6, a visible indication that the signal in the circuit 63 is too large. The response of the light-emitting diode 26 indicates that the operating voltage has been reached on the lines 51 and 52 of the circuit and that the battery 15 is properly charged. Conversely, if there is an insufficient signal in the circuit 63 for actuating the light-emitting

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Diode 26 ein Signal zu einer Oszillator- und !reiberschaltang 112 für Lampen und Summer. Diese Schaltung arbeitet mit einem Operationsverstärker A7, Widerständen R5I bis R54, einer Diode CR1O und einem geerdeten Kondensator C25, wie in Fig. 5 dargestellt. Der Rechteclcausgang der Schaltung 112 geht über einen Widerstand R55 und wird von einem Lampentreiberverstärker Ab verstärkt. Eine lichtemittierende Diode 27 wird von der Rechteckquelle des Verstärkers Ad über den Widerstand R56 gespeist. Parallel zur lichtemittierenden Diode 27 liegt ein Summer.Diode 26 sends a signal to an oscillator and friction circuit 112 for lamps and buzzer. This circuit works with one Operational amplifier A7, resistors R5I to R54, a diode CR10 and a grounded capacitor C25 as shown in FIG. The rights clc output of circuit 112 goes through a Resistor R55 and is powered by a lamp driver amplifier Ab reinforced. A light emitting diode 27 is drawn from the square source of the amplifier Ad fed through the resistor R56. A buzzer is located parallel to the light-emitting diode 27.

Die Bedienungsperson des Ladesystems erkennt aus dem gelben Aufleuchten der lichtemittierende Diode 27 und dem intermittierenden Arbeiten des Summers 28, daß die Zelle 15 nicht richtig aufgeladen wird. Die Bedienungsperson muß nun den Ladekopf 42 mit den Indulctionswicklungen 1S, 20 und 21 so neu einstellen, daß diese Induktionswicklungen mit den Wicklungen 17 und 1b der Ladeschaltung 10 besser ausgerichtet sind. Sobald die geeignete Ausrichtung erreicht ist, werden das gelbe Licht 27 und der Summer 2ö abgeschaltet und das grüne Licht 26 leuchtet so lange auf, Avie der Ladekopf 42 in seiner Lage bleibt und diirch den Widerstand.R9 mindestens der Betriebsstrom fließt. Wenn der Strom durch den Widerstand R9 den Betriebsstrom überschreitet, wird weiter richtig aufgeladen, da der Hebenschlußstromregler (Transistor Q7 und Widerstand R8) und die Zenerdiode VR1 verhindern, daß unzulässig große Ströme oder Spannungen auf die Batterie 15 gegeben werden. In diesem Fall reduziert ein Stromsteuersignal auf der Leitung 5S die Stärke des Magnetfeldes und damit den durch den Widerstand RS fließenden Strom. Die Ladung der Batterie 15 wird jedoch erst dann betroffen, wenn der durch den Widerstand RS= fließende Strom unter seinem Betriebspegel absinkt. Dies wird von der V/andl er schaltung 14 erfaßt, die die grün leuchtende Diode 26 abschaltet und dafür wieder den intermittierend arbeitenden Summer 28 und die gelbe Diode 27 einschaltet.The operator of the charging system recognizes the light emitting diode 27 and the intermittent one from the yellow lighting up The buzzer 28 that the cell 15 does not work properly being charged. The operator must now readjust the charging head 42 with the induction windings 1S, 20 and 21 so that that these induction windings with the windings 17 and 1b of the Charging circuit 10 are better aligned. Once the appropriate alignment is achieved, the yellow light 27 and the Buzzer 2ö switched off and the green light 26 lights up for so long on, Avie the loading head 42 remains in its position and diirch the Resistor.R9 at least the operating current flows. If the Current through resistor R9 exceeds the operating current, will continue to be charged correctly because the shunt current regulator (transistor Q7 and resistor R8) and the zener diode VR1 prevent that impermissibly large currents or voltages are given to the battery 15. In this case one reduced Current control signal on line 5S the strength of the magnetic field and thus the current flowing through the resistor RS. However, the charge of the battery 15 is only affected when the current flowing through the resistor RS = below his Operating level drops. This is detected by the V / andl circuit 14, which turns off the green illuminated diode 26 and for it the intermittently operating buzzer 28 and the yellow diode 27 turn on again.

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Gemäß der Erfindung ist ferner eine Zeitsteuerung 61 vorgesehen, die auf das magnetische Ausgangssignal anspricht und ein Register 31 zur Speicherung eines die Zeit anzeigenden Signales enthält, in der das magnetische Ausgangssignal angibt, daß der Ladestrom mindestens so groß ist wie ein vorgegebener Mindestbetriebspegel. Die Zeitsteuerung speichert somit im Register 31 so lange Signale, wie der Strom durch den Widerstand R9 nicht unter diesen Betriebspegel absinkt. D'ie Zeitsteuerung kann einen getrennten Wandler zur Umformung des magnetischen Ausgangssignales in ein elektrisches Signal verwenden, arbeitet jedoch vorzugsv/eise mit dem hier für diesen Zweck angegebenen Wandler 14. Ebenso gehören der Komparator mit dem Verstärker A5 und eine Treiberschaltung mit den Verstärker Αβ auch zu anderen Teilen des Systems. Der komparator dient als Teil der Zeitsteuerung zur Lieferung eines Zeitsteuerungssignales, wenn er durch ein magnetisches Ausgangssignal, das einen vorgegebenen Ilindestpegel überschreitet, betätigt wird. Eine Aufzeichnungseinrichtung für die Zeit ist vorgesehen in Form eines Oszillators 33, der'Taktimpulse zum Und-Gatter 29 liefert. Beim Vorhandensein eines Zeitsteuerungssignales auf der Leitung 64, wenn die Leitung herabgeschaltet ist, erzeugt die Zeitaufzeichnungseinrichtung ein Ausgangssignal zur Betätigung des Registers 31 zur Aufzeichnung der Zeit, die verstreicht, wenn ein Zeitsteuerungssignal durch die Zeitsteuerung 61 aufgenommen wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Zeitsteuerung 61 ferner eine an das Register 31 angeschlossene Teilerschaltung 30, die eine Seihe identischer Ladeperioden von gleiche Dauer im Register 31 tabelliert. Das Register 31 kann außerdem über Zu- und Abnahmeleitungen 66, 65 zu- oder abnehmen. Eine Zunahme aus der Leitung 66 vom Oszillator 33 her gibt ein Entladungszeitintervall der Batterie 15 während des normalen Betriebes im Körper des Patienten an. Jedes derartige Entladungszeitiiitervall erfordert ein entsprechend versetztes, vorgegebenes Ladeintervall zur Wiederherstellung _t According to the invention, a timing control 61 is also provided which is responsive to the magnetic output signal and contains a register 31 for storing a signal indicating the time in which the magnetic output signal indicates that the charging current is at least as great as a predetermined minimum operating level. The timing control thus stores signals in register 31 as long as the current through resistor R9 does not fall below this operating level. The time control can use a separate converter for converting the magnetic output signal into an electrical signal, but preferably works with the converter 14 specified here for this purpose. The comparator with the amplifier A5 and a driver circuit with the amplifier Αβ are also included to other parts of the system. The comparator serves as part of the timing control for supplying a timing control signal when it is actuated by a magnetic output signal which exceeds a predetermined minimum level. A recording device for the time is provided in the form of an oscillator 33 which supplies clock pulses to the AND gate 29. In the presence of a timing signal on line 64 when the line is down, the time recorder generates an output signal to operate register 31 to record the time that elapses when a timing signal is received by timing control 61. In the exemplary embodiment shown, the time control 61 also contains a divider circuit 30 connected to the register 31, which tabulates a series of identical charging periods of the same duration in the register 31. The register 31 can also increase or decrease via increase and decrease lines 66, 65. An increase in line 66 from oscillator 33 indicates a discharge time interval of battery 15 during normal operation in the patient's body. Each such discharge time interval requires a correspondingly offset, predetermined charging interval for restoration _t

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der dabei von der Zelle 15 abgegebenen elektrischen Ladung. Eine Teilerschaltung 35 ist hierzu so zu wählen, daß die Zu- und Abnahmesignale auf den Leitungen 66 und 65 das richtige Verhältnis im Register 31 zur exakten Zuordnung der Ladezeitperioden und der entsprechenden Entladungsintervalle aufrechterhalten. In der dargestellten Schaltung liegt das vom Oszillator 33 und dem Und-Gatter 29 gebildete Zeitaufzeichnungsgerät über die Teilerschaltung 30 an der Abnahmeleitung 65. Ein vom Oszillator 33 und dem Und-Gatter 34 gebildeter Talctmechanisrnus ist über die Teilerschaltung 35 mit der Zunahmeleitung 66 verbunden. Da der Ausgang des Ünd-Gatters 29 mit dem invertierenden Eingang des Und-Gatters 34 in Verbindung stfeht, sperrt das Vorhandensein eines Zeitsteuerungssignales (niedrigere Spannung) auf der Leitung den Ausgang vom Taktinechanismus zur Zunahmeleitung 66, the electrical charge given off by the cell 15. A divider circuit 35 is to be selected for this purpose so that the increase and decrease signals on lines 66 and 65 maintain the correct ratio in register 31 for the exact assignment of the charging time periods and the corresponding discharge intervals. In the circuit shown, the time recording device formed by the oscillator 33 and the AND gate 29 is connected to the tap line 65 via the divider circuit 30. Since the output of the and gate 29 is connected to the inverting input of the AND gate 34, the presence of a timing signal (lower voltage) on the line blocks the output from the clock mechanism to the increase line 66,

Das Register 31 besitzt vorzugsweise obere und untere Grenzen, die verhindern, daß das Register unter eine Zahl kleiner als Null abnimmt und die ebenso verhinderen, daß das Register eine maximal zulässige Zahl überschreitet. Dies läßt sich durch normale Sperrschaltungen erreichen. In jedem Fall ertönt eine Meldung 36. Ausserdem wird die gerade im Register 31 aufgezeichnete Zahl von der Anzeigeeinheit 32 sichtbar wiedergegeben.The register 31 preferably has upper and lower limits that prevent the register from falling below a number less than Zero decreases and which also prevent the register from having a exceeds the maximum number allowed. This can be achieved with normal blocking circuits. In any case, one will sound Message 36. In addition, the number just recorded in register 31 is visibly displayed by display unit 32.

Zusätzlich kann der Summer 36 über das Register 31 unter Verwendung einer normalen Schaltung jedesmal dann kurz betätigt werden, wenn eine Ladeperiode aufgezeichnet wird. Der Patient erfährt dann durch das hörbare Signal automatisch, daß er zu diesem Zeitpunkt seinen Herzschrittmacher nicht mehr weiter aufladen muß. " .In addition, the buzzer 36 can be used via the register 31 a normal circuit can be briefly operated each time a charging period is recorded. The patient then automatically learns from the audible signal that he is no longer using his pacemaker at this point in time must charge. ".

Ein Ausführungsbeispiel einer Stromquelle für ein wiederaufladbares Herzschrittmachersystem gemäß der Erfindung ist invden Fig. 6 und 7 dargestellt. Die Stromquelle 37 besitzt eine eigene wiederaufladbare Batterie 53, die über eine elektrische Leitung 44 mit einer Induktionswicklung im Ladekopf 42 in Verbindung . steht. Die Einheit-läßt sich durch einen Schalter 4I ein- und An embodiment of a power source for a re-loadable pacemaker system according to the invention is shown 6 and 7 invden Fig.. The power source 37 has its own rechargeable battery 53, which is connected to an induction winding in the charging head 42 via an electrical line 44. stands. The unit can be switched on and off by a switch 4I

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ausschalten. Eine nicht richtige Ladung wird durch das intermittierende Aufleuchten eines gelben Lichtes 27 und das intermittierende Ertönen des Summers 28 im Gehäuse der Stromquelle angezeigt. Das grüne Licht 26 zeigt den richtigen Ladevorgang an, während ein blaues Licht 40, das parallel zum Summer 36 liegt, anzeigt, daß ein vorgegebenes Zeitintervall der richtigen Aufladung verstrichen ist, wie im Register 31 aufgezeichnet. Die Einheit 37 kann mittels eines Hakens 38 an einem Gurt des Patienten festgemacht werden. Ein Signal des roten Lichtes 39 gibt an, daß die Ladung der wiederaufladbaren Batterie 53 der tragbaren Stromversorgung unter eine zulässige Mindestspannung abgesunken ist. Der Patient v/eiß dann, daß er die wiederaufladbare Batterie 53 sobald als möglich aufladen muß.switch off. An incorrect charge is caused by the intermittent A yellow light 27 lights up and the buzzer 28 sounds intermittently in the housing of the power source displayed. The green light 26 indicates the correct charging process, while a blue light 40, which is parallel to the buzzer 36 indicates that a predetermined time interval of proper charging has elapsed as recorded in register 31. the Unit 37 can be fastened to a belt of the patient by means of a hook 38. A red light signal 39 indicates that the charge of the rechargeable battery 53 of the portable power supply below a minimum allowable voltage has sunk. The patient then knows that he has the rechargeable Battery 53 needs to charge as soon as possible.

Um das Ausrichten der Induktionswicklungen im Ladekopf 42 der Stromquelle mit den Induktionswicklungen in der Ladeeinheit 10 zu erleichtern, ist eine Tragweste 45 vorgesehen, die am Oberkörper 50 gehalten wird. Die Tragweste 45 besitzt Gurte 47 und 48 und Schnallen 46 und eine Kontaktfläche 67, die direkt auf der Haut in der Nähe der Ladeschaltung 10 positioniert wird. Ebenso besitzt der Ladekopf 42 eine Kontaktfläche 43. Eine der Kontaktflächen 43 und 67 enthält eine Vielzahl flexibler Häkchen, die aus der Kontaktfläche herausragen. Die andere Kontaktfläche ist dagegen mit einem vorspringenden Schiingenflor versehen. Eine solche Befestigungsart zeigt beispielsweise die US-Patentschrift 3 009 235. Die Kontaktfläche 43 läßt sich direkt auf der Kontaktfläche 67 positionieren, wobei die Häkchen der einen Kontaktfläche in den Flor der anderen Kontaktfläche eingreifen, wobei nur ein geringer Kontakt zwischen den beiden Flächen besteht. Die so aufeinander positionierten Kontaktflächen widerstehen einer gegenseitigen Verschiebung oder Verdrehung, die von außen wirkende Kräfte versuchen können. Wenn somit die Kontaktfläche 43 sich in der Stellung 49 gemäß Fig. befindet, in der die Ladeschaltung 10 richtig aufgeladen wird,To align the induction windings in the charging head 42 of the power source with the induction windings in the charging unit 10 To facilitate this, a carrying vest 45 is provided which is held on the upper body 50. The vest 45 has straps 47 and 48 and buckles 46 and a contact surface 67 which is positioned directly on the skin in the vicinity of the charging circuit 10. Likewise, the charging head 42 has a contact surface 43. One of the contact surfaces 43 and 67 contains a plurality of flexible ones Check marks protruding from the contact area. The other contact surface, on the other hand, has a protruding loop pile Mistake. Such a type of fastening is shown, for example, in US Pat. No. 3,009,235. The contact surface 43 can be position directly on the contact surface 67, with the hooks of one contact surface in the pile of the other contact surface engage with little contact between the two surfaces. The contact surfaces positioned on top of each other in this way resist mutual displacement or rotation that external forces can attempt. if thus the contact surface 43 is in the position 49 according to FIG., in which the charging circuit 10 is properly charged,

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kann das Gewicht des Ladekopfes 42 oder eine Oberkörperbewegung des Patienten die Ausrichtung der Induktionswicklungen nicht mehr beseitigen. " · ·The weight of the charging head 42 or an upper body movement of the patient can no longer adjust the orientation of the induction coils remove. "· ·

Die Schaltung des Gewebestiraulators nach Fig. 3 bezieht sich auf einen Schrittmacher mit fester Frequenz. Die Erfindung ist jedoch auch für Bedarfsschrittmacher einsetzbar. Der räumliche Zusammenbau der Ladeschaltung, der Telemetrieschaltung und des Gewebestimulators sind ausführlich in der US-Patentanmeldung Serial Nr. 267 114 vom 2ö. Juni 1972 beschrieben. Die Impulserzeugungsschaltung arbeitet vor allem mit einer Transistorschaltung mit Transistoren Q11, Q12, QI3 und Q14, die von der wiederaufladbaren Batterie 15 gespeist werden, die vom Strom der Leitungen 51 und 52 über den Widerstand R22 der Ladeschaltung aufgeladen wird. Die Transistoren Q11 und Q12, die Widerstände £10 bis RIS₁ der Bais-Emitter-Übergang vom Q13 und die Konden- · satoren C11 und C12 bilden einen Kippgenerator, der an Kollektor von Q12 eine Folge von Stromimpulsen liefert. Die Periode der Impulse folgt aus der Ladezeit von C11 über den Anschluß A und die hochohmigen Widerstände R12 und R17 an der negativen Spannung der Batterie 15, wobei der Anschluß B des Kondensators C über die Reihenschaltung der niederohmigen Widerstände 215, R19, R16, R10 und R22 praktisch konstant an der positiven Spannung der Batterie 15 liegt (R16 ist durch den Basis-Emitter-Übergang von Q13 und durch R1 S teilweise parallelgeschaltet). Sie hängt hauptsächlich ab von der Zeitkonstante von C11 und dem kombinierten Wert von IU 2 und R17. Während der Zeit zwischen den Impulsen sind beide Transistoren Q11 und Q12 gesperrt. Wenn jedoch die Basis des Transistors Q11 gegenüber dessen Emitter so weit negativ wird, daß Q11 einen Kollektorstrom führt, so fließt dieser über R13 und lädt C12 über den Basis-Emitter-Übergang von Q12 auf, wodurch dieser Transistor durchgesteuert wird. Ferner fließt da? StromThe circuit of the tissue stimulator of Figure 3 relates to a fixed rate pacemaker. However, the invention can also be used for demand pacemakers. The spatial assembly of the charging circuitry, telemetry circuitry, and tissue stimulator are detailed in U.S. Patent Application Serial No. 267,114 of 20 June 1972. The pulse generating circuit operates primarily with a transistor circuit comprising transistors Q11, Q12, QI 3 and Q14, which are fed by the rechargeable battery 15, which is charged by the current of the lines 51 and 52 via the resistor R22 of the charging circuit. The transistors Q11 and Q12, the resistors £ 10 to RIS _{1 of} the base-emitter junction of Q13 and the capacitors C11 and C12 form a relaxation generator which supplies a sequence of current pulses to the collector of Q12. The period of the pulses follows from the charging time of C11 via the connection A and the high-value resistors R12 and R17 at the negative voltage of the battery 15, the connection B of the capacitor C via the series connection of the low-value resistors 215, R19, R16, R10 and R22 is practically constant at the positive voltage of the battery 15 (R16 is partially connected in parallel through the base-emitter junction of Q13 and through R1 S). It mainly depends on the time constant of C11 and the combined value of IU 2 and R17. During the time between the pulses, both transistors Q11 and Q12 are blocked. If, however, the base of transistor Q11 becomes negative enough with respect to its emitter that Q11 carries a collector current, this flows through R13 and charges C12 through the base-emitter junction of Q12, whereby this transistor is turned on. Furthermore there flows? current

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vom Kollektor von Q12 über R15 und lädt CT1 über den Basis- · Emitter-Übergang von Q11 umgekehrt auf. Dadurch wird Q11 noch stärker durchgesteuert. Durch diese Mitkopplung leiten Q11 und Q12 plötzlich. Sie bleiben so lange durchgesteuert, bis C11 bis zu dem Punkt aufgeladen ist, in dem der Basisstrom von Q11 zur Aufrechterhaltung der Mitkopplung nicht mehr genügt. Dies hängt ab von den Zeitkonstanten R11, C11 und R14, R1 3 und Q12.from the collector of Q12 via R15 and charges CT1 via the base Emitter junction of Q11 reversed. This will make Q11 more controlled. As a result of this positive feedback, Q11 and Q12 suddenly conduct. They remain fully controlled until C11 is charged to the point at which the base current of Q11 is no longer sufficient to maintain positive feedback. this depends on the time constants R11, C11 and R14, R1 3 and Q12.

Der Batterieladestrom über die Leitung 51 und R22 erhöht die Frequenz des Kippgenerators, indem die den Oszillator über den Spannungsabfall an R2ü, R21 und R22 speisende Spannung ansteigt. Q13 und Q14 bilden einen Leistungsverstärker und geben einen Stromimpuls auf die Primärwicklung des Transformators 54. Die Zenerdioden VR2 und VR3 schützen die Leitungen an der Sekundärwicklung des Transformators 54. Der Widerstand R1 8 ist insofern von Bedeutung, als er im Zusammenhang mit der Zenerdiode VRI verhindert, daß gefährlich hohe Frequenzen in der Schaltung nach Fig. 3 für feste Frequenz entstehen, wenn die Batterie 15 die Schaltung öffnet und ein Ladestrom fließt. Es vird nochmals erwähnt, daß anstelle der Schrittmacherschaltung nach Fig. 3 mit fester Rate auch eine Bedarfsschrittmacherschaltung verwendet werden kann.The battery charging current via line 51 and R22 increases the frequency of the relaxation generator by switching the oscillator over the voltage drop across the supply voltage R2ü, R21 and R22 increases. Q13 and Q14 form a power amplifier and give a current pulse on the primary winding of the transformer 54. The Zener diodes VR2 and VR3 protect the lines on the Secondary winding of transformer 54. Resistor R1 8 is important in that it is related to the Zener diode VRI prevents dangerously high frequencies from occurring in the fixed frequency circuit of FIG. 3 when the Battery 15 opens the circuit and a charging current flows. It is mentioned again that instead of the pacemaker circuit 3 also includes a demand pacemaker circuit at a fixed rate can be used.

Die räumliche Konfiguration der Schrittmacherteile ist in Fig. dargestellt. Hinsichtlich der Anordnung und der verwendeten Werkstoffe wird auf die US.Patentanmeldung Serial Nr. 267 114 vom 2d. Juni 1972 Bezxig genommen. Ein bedeutsamer Unterschied ist jedoch hervorzuheben. Bin ringförmiges und elektrisch leitendes Band 57 umschließt den Transformator 54 der Gewebestimulationsschaltung. Das Band 57 ^ist konzentrisch zu den ■ Primärwicklungen 55 und den Sekundärwicklungen 56 des Transformators 54, aber isoliert von diesen angeordnet. Ein gut leitender, geschlossener Behälter 58 schließt das elektrisch leitende Band 57 und den Transformator 54 ein. Der Behälter 5oThe spatial configuration of the pacemaker parts is shown in FIG. With regard to the arrangement and the materials used, reference is made to US patent application Serial No. 267 114 of 2d. Taken June 1972 Bezxig. However, there is one significant difference that needs to be emphasized. An annular and electrically conductive tape 57 encloses the transformer 54 of the tissue stimulation circuit. The band 57 ^is concentric with the primary windings 55 and the secondary windings 56 of the transformer 54, but is arranged isolated from them. A highly conductive, closed container 58 encloses the electrically conductive tape 57 and the transformer 54. The container 5o

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ist gemäß der Darstellung vom Band 57 und dein Transformator 12 isoliert. Aufgabe des Metallbandes 57 und des Behälters 58 ist es zu verhindern, daß das Ladungsfeld der Stromquelle 13 einen Stromfluß im Transformator 54 bewirkt. Unter dem Einfluß eines Ladungsfeldes wird im Metallband 57 und im Behälter 58 ein Strom induziert. Der Strom im Band 57 und Behälter 58 erzeugt ein entgegengesetztes magnetisches Feld, das die Wirkung des ursprünglichen Magnetfelde.s der Stromquelle 13 oder der Ladeschaltung 10 aufhebt. Der Transformator 54 kann dadurch nicht auf das Feld des Ladekopfes 42 und der Ladeschaltung 10 ansprechen. Das Metallband 57 besteht vorzugsweise aus Kupfer, während das Metallgehäuse 58 aus einem magnetisch abschirmenden Material, wie z.B. Weicheisen, besteht.is as shown by tape 57 and transformer 12 isolated. The task of the metal strip 57 and the container 58 is to prevent the charge field of the power source 13 causes a current to flow in the transformer 54. Under the influence of a charge field in the metal strip 57 and in the container 58 induces a current. The current in belt 57 and container 58 creates an opposing magnetic field that has the effect the original Magnetfelde.s the power source 13 or the charging circuit 10 cancels. The transformer 54 can thereby do not respond to the field of the charging head 42 and the charging circuit 10. The metal strip 57 is preferably made of copper, while the metal case 58 is made of a magnetically shielding material such as soft iron.

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Claims

Q \ j Charging system for a tissue stimulation system to be carried in the body, provided with a rechargeable DC voltage source, which stimulates the tissue with electrical impulses to maintain the body's function, characterized by an electronic (internal) pulse generator connected to the rechargeable DC voltage source in the body, by an (inner) charging circuit arranged in the body under the skin with an induction winding connected to the tissue stimulator via rectifier output lines, by an external charging current source, with an outer induction winding that can be attached near the inner induction winding, by a telemetry circuit connected to the inner charging circuit for detection the size of a part of of DC voltage source dec recorded charging current and for delivering a magnetic output signal to the external power source, this specifies the size of the charging current by a current source to the outer n converter, which converts the magnetic output signal into an electrical control signal, and by means of a current control, which is also assigned to the external power source and dependent on this electrical control signal, to regulate the strength of the magnetic field acting on the internal charging circuit.

2. System according to claim 1, characterized by a to the Rectifier output lines of the implanted charging circuit through a filter connected to the rectifier output lines Stromtneßicherung lying in series and through a shunt current regulator with a shunt current transistor connected to the rectifier output lines, which maintains a constant current through the current sense resistor, with a shunt resistor providing the base bias Des. Shunt transistor supplies and with one of the '' Rectifier output lines are connected in series.

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3. System according to claim 2, characterized in that the implanted charging circuit is connected to the rectifier output line Contains connected Zener diode with a specified maximum operating voltage.

4. System according to claim 2, characterized in that the implanted charging circuit in series with one of the receiving Output lines to the electrical tissue stimulator have a diode having.

5. Application of the system according to one of the preceding claims in a cardiac pacemaker system for operating a Stimulation pulse source for a patient's heart, characterized by an implantable one under the patient's skin Heart stimulator with a rechargeable DC voltage source, with a pulse generator circuit and with a Catheter that sends stimulation impulses to the patient's heart via electrodes and to the magnetic output signals via one the telemetry circuit responsive time control device with a register for storing a signal indicating the time that has elapsed during the magnetic Output signal indicates that the charging current is at least up a predetermined minimum operating level.

6. System according to claim 5, characterized in that the timing control includes a converter which the magnetic output signal converted into an electrical signal, a comparator for supplying a timing signal, when actuated by a magnetic output signal that has a predetermined minimum level exceeds, and a time recording device operating the register to record the elapsed time, in which a timing signal is recorded.

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7. System according to claim 6, characterized in that the timing control includes a divider circuit which is connected to the register is connected and a number of identical charging periods of the same duration are tabulated in the register.

8. System according to claim 7, characterized in that the register is provided with an audio frequency output, wherein a audible signal is generated when a charging period is recorded in the register.

S. System according to claim 6, characterized in that the register increases or decreases via supply and withdrawal lines and that the time control contains a clock mechanism connected to the increase line, the time recording device with the pick-up line is connected.

1Cj. System according to Claim 9, characterized in that the register is locked so that it does not fall below a number smaller can decrease as zero.

11. System according to claim 10, characterized in that the Register is locked so that it cannot exceed a specified maximum number.

12. System according to claim 5, characterized by an audio frequency output, which is operated by the power source and with a deactivation line from the telemetry circuit connected so that a magnetic output signal, which indicates a charging current that is at least as large as a predetermined minimum operating level, the audio frequency output deactivated.

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13. System according to claims 1 and 5, characterized by the connection to a portable, external, electrical charging current source with a rechargeable battery, which feeds an induction coil, the outside of the patient in the vicinity of the Induction winding of the implanted charging circuit can be attached.

14. System according to claim 5, characterized in that on The rechargeable battery in the portable power source is connected to a signaling circuit that indicates when its state of charge has fallen below a specified minimum voltage.

15. System according to claim 5, characterized by a charging circuit with a charging coil that supplies the heart stimulator with charging current and also under the patient's skin is implantable, through an external charging current source with an induction winding, which has a first contact surface on the outside can be positioned on the patient's body in the vicinity of the induction winding of the charging circuit, by means of a vest that is attachable to the upper body of the patient and a second contact surface for positioning in the vicinity of the skin of the Patient and in the vicinity of the charging circuit, and by the arrangement of a large number of outwardly protruding, flexible hooks on one of the two contact surfaces and through one loop pile protruding outward on the other contact surface, the two contact surfaces being positionable on one another so that the check marks in the Grip the pile and resist lateral displacement and twisting caused by external forces.

16. System according to claim 1, characterized in that the implantable tissue stimulator using a transformer Has primary and secondary windings to increase the output voltage of the electrical pulses for the catheter, that an electrical conductor is the transformer of the electronic

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Generator in the tissue stimulator, the primary and secondary windings concentrically encloses and is isolated from 'these, and that a well-conductive, closed container, the conductor and the Transformer encloses insulating so that the "transformer does not respond to the induction windings of the power source and in the charging circuit.

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