DD147317A1 - DEVICE FOR ELECTRIC STIMULATION OF THE HEART - Google Patents
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Abstract
Description
Dr.se. K. Günther .Dr.se. K. Günther.
VEB Transformatoren- und Röntgenwerk 11H. Matern"VEB Transformers and X-Ray Work 11 H. Matern "
TuE-Akte 1722 IPKi A 61 N 1/36TuE file 1722 IPKi A 61 N 1/36
Einrichtung zur elektrischen Stimulation des HerzensDevice for electrical stimulation of the heart
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur elektrischen Stimulation des Herzens mit einem elektronischen Impulserzeuger und einer Eeizelektrode, insbesondere einer ösophaguselektrode*The invention relates to a device for electrical stimulation of the heart with an electronic pulse generator and an electrode, in particular an esophageal electrode *
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Kommt es zu lebensbedrohlichen Störungen des Herzrhythmus oder gar zum Herzstillstand, so ist es notwendig, daß möglichst unverzüglich eine Stimulation des Herzens erfolgt, um mit Erfolg den Herzrhythmus zu regulieren bzw. natürliche Herzaktionen hervorzurufen.Characteristic of the known technical solutions If life-threatening disturbances of the heart rhythm or even cardiac arrest occur, then it is necessary that as soon as possible a stimulation of the heart takes place in order to successfully regulate the heart rhythm or to evoke natural heart actions.
Es sind eine Eeihe von Herzdiagnose- und Therapiegeräten bekannt, Z0B. stationäre EKG-Überwachungs- und Stimulationsgeräte, die bei bedrohlichen Störungen der Herztätigkeit von Patienten in klinischen Einrichtungen zur externen Stimulation angewendet werden. Diese komplexen Geräte sind entweder mit Elektroden zur Impulsabgabe ausge- rüstet, die dem Patienten auf die Brust aufgelegt werden oder mit einer transvenös einschwemmbaren endocardialen Elektrode bzw. einer ösophaguselektrode und einer auf der Brust angeordneten zweiten EIektrode.o Nachteilig sind ·There are a Eeihe of Herzdiagnose- and therapy devices known Z 0 B. stationary ECG monitoring and stimulation devices that are used in-threatening disorders of the heart activity of patients in clinical settings for external stimulation. These complex devices are equipped either with electrodes for pulse delivery, which are placed on the patient's chest or with a transvenously einschwemmbaren endocardial electrode or a esophageal electrode and a second electrode arranged on the chest.
bei derartigen universell einsetzbaren Geräten ihr komplizierter Aufbau und die hohen Anschaffungskosten« Außerdem erfordert, die Bedienunge und Überwachung eines solchen Gerätes sowohl eine technisch als auch eine medizinisch. goschlute Person. Aufgrund des großen apparatemäßigen undIn such universally applicable devices their complicated structure and the high cost «In addition, the Bedienunge and monitoring of such a device requires both a technical and a medical. goschlute person. Due to the large apparatus and
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personellen Aufwandes sind diese Geräte meistens nur in speziellen klinischen Einrichtungen vorhanden, so daß sie bei auftretenden Notfallsituationen außerhalb dieser Einrichtungen nicht zur Verfügung stehen0 Zur elektrischen Stimulation des Herzens in Notfallsituationen ist eine mit einer Ösophaguselektrode und ihrer indifferenten Elektrode ausgestattete batteriebetriebene Einrichtung be« kannt (DD-PS 138 034). Bei dieser, insbesondere für die Behandlung lebensbedrohlicher bradykarder Rhythmusstörungen und bei Herzstillstand anwendbaren Einrichtung arbeitet ein als astabiler Multivibrator ausgebildeter Taktgeber mit zwei umschaltbaren Starrfrequenzen über einen Leistungsverstärker auf einen Transformator, über den die Stimulationsimpulse an die ösophaguselektrode geführt werden· Diese auf ein Minimum an Bauelementen reduzierte Stimu— lationseinrichtung kann allerdings erhöhten Anforderungen an eine Spannungs- und Formkonstanz der Ausgangsimpulse, vor. allem bei .Änderung der Patientenimpedanz und bei Absinken der Versorgungsspannung nicht voll genügen0 In terms of human resources, these devices are usually only available in special clinical facilities, so that they are not available outside these facilities in the event of emergency situations. 0 For electrical stimulation of the heart in emergency situations, a battery-powered device equipped with an esophageal electrode and its indifferent electrode is known (US Pat. DD-PS 138 034). In this, especially for the treatment of life-threatening bradycardia arrhythmias and cardiac arrest applicable device operates as an astable multivibrator trained clock with two switchable Rigid frequencies via a power amplifier to a transformer through which the stimulation pulses are fed to the esophageal electrode · This reduced to a minimum of components Stimulation device can, however, increased demands on a voltage and shape constancy of the output pulses before. all with a change in the patient impedance and when the supply voltage drops are not sufficient 0
Ziel der ErfindungObject of the invention
Die Erfindung verfolgt das Ziel, eine handliche, an beliebigen Orten anwendbare und von einem Arzt ohne kardio-* logische Spezialausbildung bedienbare Einrichtung zur Stimulierung des Herzens in Notfallsituationen zu schaffen, die gegenüber der vergleichbaren, beschriebenen bekannten Einrichtung bei einem verhältnismäßig geringen Aufwand an Bauelementen erhöhten Anforderungen genügteThe invention aims to provide a handy, anywhere applicable and operated by a doctor without special cardio logical training device for stimulating the heart in emergency situations, which increased compared to the comparable known device described at a relatively low cost of components Requirements sufficed
Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Stimulation des Herzens in Notfallsituationen zu schaffen, die auch bei Änderung der Patientenimpedanz und Ab« sinken der Versorgungsspannung elektrische Impulse hinreichend großer Ausgangsspannung-und Stromstärke sowie genügender Formgenauigkeit und zeitlicher Konstanz über eine Reizelektrode, insbesondere eine Ösophaguselektrode zurDISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a device for stimulating the heart in emergency situations which, even if the patient impedance changes and the supply voltage drops, electrical impulses of sufficiently high output voltage and current intensity as well as sufficient dimensional accuracy and temporal constancy a stimulating electrode, in particular an esophageal electrode for
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Verfügung stellt und darüber hinaus eine hohe Patientensicherheit bei Ausfällen von Bauelementen bietet sowie einen geringen Energieverbrauch hat» Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Gleichspannungswandler vorgesehen ist, der eingangsseitig an eine Spannungsquelle geschaltet ist, die gegebenenfalls auch zur Speisung des Impulserzeugers dient und daß der Impulserzeuger auf einen elektronischen Schalter arbeitet, der für die Zeitdauer des Stimulationsimpulses die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers an die Reizelektrode führt. AIb Gleichspannungswandler eignet sich insbesondere ein Sperrwandler, da die am Ausgang der Stimulationseinrichtung benötigte Energie nicht auf einmal übertragen werden muß, sondern sie wird portionsweise während der Stimulationsimpulspausen übertragen, gespeichert und während der Stimulationsimpulsdauer an den Ausgang abgegeben. Es ist möglich, den Impulserzeuger so auszubilden, daß dieser R-WeIlen synchronisiert arbeitet. Eine weitere mögliche Ausführungsform sieht vor, daß der Impulserzeuger bei einer natürlichen Herzaktion blockierbar ist. Um den Bedienenden darüber zu informieren, wannThis object is achieved in that a DC-DC converter is provided, which is connected on the input side to a voltage source, which optionally also serves to power the pulse generator and that the pulse generator operates on an electronic switch, which leads the output voltage of the DC-DC converter to the stimulation electrode for the duration of the stimulation pulse. AIb DC-DC converter is particularly suitable as a flyback converter, since the energy required at the output of the stimulation device does not have to be transferred all at once, but it is transmitted in portions during the stimulation pulse pauses, stored and delivered to the output during the stimulation pulse duration. It is possible to design the pulse generator so that this R-wave operates synchronized. Another possible embodiment provides that the pulse generator is blockable in a natural heart action. To inform the operator when
Stimulationsimpulse an die Reizelektrode abgegeben werden, ist vorzugsweise eine Signalisierungsschaltung vorgesehen. Aufgrund dessen, daß sich die Stimulationseinrichtung nicht ständig im Einsatz befindet, ist es vorteilhaft, wenn zur Kontrolle eine weitere Signalisierungsschaltung, z,Be' eine Blinkschaltung, vorgesehen ist, die den Ladezustand der Spannungsquelle anzeigt. Der Sperrwandler besteht vorzugsweise aus einem astabilen Multivibrator, einer Leistungsstufe, einem Transformator, einem Gleichrichter und einem Kondensator. Zur Regelung der Ladespannung am Kondensator ist es möglich, ein Dämpfungsglied, welches mit dem astabilen Multivibrator verknüpft ist, vorzusehen, d.b» die. Regelung der Ladespannung erfolgt durch Variation des Tastverhältnisses der Sperrwandlerfrequenz0 Eine sichere Regelung der Ladespannung am Kondensator wird dadurch er-Stimulation pulses are delivered to the stimulation electrode, a signaling circuit is preferably provided. Due to the fact that the stimulation device is not constantly in use, it is advantageous if, for the purpose of checking, a further signaling circuit z, B e 'is provided which indicates the state of charge of the voltage source. The flyback converter preferably consists of an astable multivibrator, a power stage, a transformer, a rectifier and a capacitor. To regulate the charging voltage at the capacitor, it is possible to provide an attenuator, which is linked to the astable multivibrator, db ». Control of the charging voltage is achieved by varying the duty cycle of the flyback converter frequency 0 A secure control of the charging voltage at the capacitor is thereby achieved
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reicht, daß ein Schwellwertschalter und ein bistabiler Multivibrator vorgesehen sowie zwischen astabilen Multivibrator und Leistungsstufe ein UMD-Glied eingeschaltet sind, wobei die Ladespannung dem Schwellwertschalter zugeführt ist, der set-Eingang des bistabilen Multivibrators mit dem Ausgang des Schwellwertschalters, der reset-Eingang mit einem Ausgang des Impulserzeugers und der Ausgang des bistabilen Multivibrators mit einem Eingang des UMMxliedes verknüpft sind* Dies bedeutet, daß das Tastverhältnis der Sperrwandlerfrequenz unverändert bleibt, jedoch mit Erreichen des Sollwertes der Ladespannung durch Sperren des UND-Gliedes keine Energie mehr übertragen wird und zw.ar bis zum Ende des nächsten Stimulationsimpulses oder bei Verwendung des negierten Stimulationsimpulses bis zum Beginn desselben^' Eine weitere vorteilhafte Ausbildungsform der Erfindung sieht vor, daß zwischen Reizelektrode und Kondensator eine Diode geschaltet ist und daß der gleiche Belag des Kondensators mit einer zweiten, entgegengesetzt gepolten Diode verbunden ist, wobei die Entladung des Kondensators über die erstgenannte Diode und die Reiz« elektrode, die Aufladung des Kondensators hingegen über die zweite Diode erfolgt. Hierdurch und dadurch, daß zur Ausgangsspannungsbegrenzung eine Überlastungsschutzschaltung, ZpBo" eine Reihenschaltung von Zenerdioden, vorgesehen ist, welcher eine: der Ladespannung des Kondensators proportionale Größe zugeführt ist, wird eine höhere Sicherheit für den Patienten bei Ausfällen von Bauelementen gewährleistet« Schließlich soll ein zwischen die Reizelektrode und die Diode geschalteter Widerstand verhindern, daß bei einem Kurzschluß zwischen den Elektrodenanschlüssen der elektronische Schalter zerstört wirdo f It is sufficient that a threshold and a bistable multivibrator provided as well as between astable multivibrator and power level, a UMD element are turned on, the charging voltage is supplied to the threshold, the set input of the bistable multivibrator with the output of the threshold, the reset input with a Output of the pulse generator and the output of the bistable multivibrator are connected to an input of the UMMxliedes * This means that the duty cycle of the flyback converter frequency remains unchanged, but upon reaching the desired value of the charging voltage by blocking the AND gate no energy is transmitted and zw.ar until the end of the next stimulation pulse or when using the negated stimulation pulse until the beginning of the same ^ 'A further advantageous embodiment of the invention provides that between the stimulating electrode and capacitor, a diode is connected and that the same coating of the capacitor s is connected to a second, oppositely poled diode, wherein the discharge of the capacitor via the first-mentioned diode and the Reiz «electrode, the charging of the capacitor, however, takes place via the second diode. This and the fact that for the output voltage limiting an overload protection circuit, ZpBo "a series circuit of Zener diodes, is provided, which is supplied to the: charging voltage of the capacitor proportional size, a higher level of security for the patient in case of failure of components is guaranteed« Finally, a between the The stimulus electrode and the resistor connected to the diode prevent the electronic switch from being destroyed in the event of a short circuit between the electrode terminals o f
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachtstehend anhand eines BeispielesThe invention is by way of example with reference to an example
und einer Zeichnung näher erläutert werden« In der Zeichnung zeigen : Λ and a drawing are explained in more detail «In the drawing show: Λ
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Fig. 1 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur elektrischen Stimulation des Herzens in Notfallsituationen mit Hilfe einer ösophaguselektrode undFig. 1 is a block diagram of a device according to the invention for the electrical stimulation of the heart in emergency situations with the help of a esophageal electrode and
Fig, 2 die komplette Schaltungsanordnung dieser Einrichtung«Fig. 2 shows the complete circuit arrangement of this device «
Die Einrichtung zur Stimulation des Herzens in Notfällen besitzt als Spannungsquelle 1 eine Batterie, die eine Gleichspannung von 9 V zur Verfügung stellt ,-Diese Gleichspannung v/ird über einen Stufenschalter SI sowohl einem Impulserzeuger 2 als auch einem Gleichspannungswandler 3» in diesem Fall einem Sperrwandler zugeführt, der seinerseits die erforderliche hohe Ausgangsspannung v.on maximal 90 V bereitstellte Mt Hilfe eines elektronischen Schalters 4 wird für die vom Impulserzeuger 2 bestimmte Zeitdauer des Stimulationsimpulses die Ausgangsspannung vom Gleichspannungswandler 3 über eine Sicherheitsschaltung 3 an die ösophaguselektrode geschaltet«1 Die Sicherheitsschaltung 5 ' verhindert, daß bei Ausfall von Bauelementen im Patienten gefährliche Impulse appliziert werden bzw, über den Patienten ein Gleichstrom fließt« Parallel zu den Ausgangsbuchsen 6a; 6b für den Anschluß der ösophaguselektrode liegt ein Widerstand R 8, der eine stetige Belastung desThe device for stimulating the heart in emergencies has as a voltage source 1, a battery that provides a DC voltage of 9 V, -This DC v / ird via a tap changer SI both a pulse generator 2 and a DC-DC converter 3 »in this case, a flyback converter With the aid of an electronic switch 4, the output voltage from the DC-DC converter 3 is connected to the esophageal electrode via a safety circuit 3 for the time duration of the stimulation pulse determined by the pulse generator 2 « 1 The safety circuit 5 ' Prevents dangerous pulses from being applied in case of failure of components in the patient or a DC current flowing through the patient «Parallel to the output sockets 6a; 6b for the connection of the esophageal electrode is a resistor R 8, which is a steady load of
elektronischen Schalters gewährleistet« Eine Signalisierungsschaltung 7 zeigt an, wann Stimulationsimpulse an die ösophaguselektrode abgegeben werdenV Eine weitere Signalisierungsschaltung 8 informiert den Bedienenden über den Ladezustand der Spannungsquelle 1V Bei Blinken einer Kontrollanzeige hat die Batteriespannung einen Wert erreicht, bei dem sich die Kenngrößen der Stimulationsimpulse nicht mehr in dem zu garantierenden Bereich befinden. Zur Stabiliserung der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 3 dient ein Regelkreis,- dem ein Schwellwertschalter 9j ein bistabiler Multivibrator 10 sowie ein UHD-Glied 14 angehören«' Dem Ausgangskreis des Gleich«· Spannungswandlers 3 ist schließlich eine Überlastungsschutzschaltung 11 zugeordnet, die bei einem Defekt bestimmter Bauelemente wirksam wird,'A signaling circuit 7 indicates when stimulation pulses are delivered to the esophageal electrode. A further signaling circuit 8 informs the operator of the state of charge of the voltage source 1V. When a control indicator flashes, the battery voltage has reached a value at which the parameters of the stimulation pulses cease to exist in the area to be guaranteed. To stabilize the output voltage of the DC-DC converter 3 is a control circuit - to which a threshold value switch 9j a bistable multivibrator 10 and a UHD member 14 belong «'the output circuit of DC« voltage converter 3 is finally assigned an overload protection circuit 11, which in case of failure of certain components takes effect, '
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Nachfolgend werden die einzelnen Baugruppen und deren Zusammenschaltung näher beschrieben«,' Der von der Spannungsquelle 1 gespeiste Impulserzeuger 2 ist eirT astabiler Multivibrator bestehend aus zwei Transistoren T1 und T2, zwei Kondensatoren Cl; C2, einem frequenzbestimmenden Widerstand RI und weiteren Widerständen R2 bis RG0 - Der frequenzbestimmende Widerstand RI ist als Reihenschaltung von drei Tei Iw id er ständen ausgebildet, die mit Hilfe eines Stufenschalters S2 kurzgeschlossen werden können» Der astabile Multivibrator erzeugt Impulse von ca« 1,5 ms Dauer mit einer Folgefrequenz von 70, 90 bzw.' 110 Impulse pro Minute, wobei die Impulsfrequenz am Stufenschalter S2 eingestellt wird und die Impulse über den Widerstand R2 dem elektronischen Schalter zugeführt werden«' Es ist auch denkbar, anstatt eines starrfrequent einstellbaren Impulserzeugers 2 einen solchen zu verwenden, der mit der Herzfrequenz synchronisierbar oder der bei einer natürlichen Herzaktion blockierbar ist;1 The individual modules and their interconnection are described in more detail below. The pulse generator 2 fed by the voltage source 1 is an astable multivibrator consisting of two transistors T1 and T2, two capacitors C1; C2, a frequency-determining resistor RI and other resistors R2 to RG 0 - The frequency-determining resistor RI is formed as a series connection of three Tei Iw id he states, which can be short-circuited using a tap changer S2 »The astable multivibrator generates pulses of ca« 1, 5 ms duration with a repetition frequency of 70, 90 or ' 110 pulses per minute, wherein the pulse frequency is set on the tap changer S2 and the pulses are supplied via the resistor R2 to the electronic switch "'It is also conceivable to use instead of a rigid-frequency adjustable pulse generator 2 such that can be synchronized with the heart rate or the is blockable in a natural heart action; 1
Der Gleichspannungswandler 3 besteht aus einem astabilen Multivibrator 12, einer Leistungsstufe 13» einem Transformator Tr, einer Diode D1 und einem Kondensator C3o DieThe DC-DC converter 3 consists of an astable multivibrator 12, a power stage 13 "a transformer Tr, a diode D1 and a capacitor C3o The
Arbeitsfrequenz dieses, gleichfalls von der Spannungsquelle -1 gespeisten astabilen Multivibrators 12 mit den Transistoren T3 und T4 liegt oberhalb von 20 kHz, wodurch akustische Belästigungen ausgeschlossen sind und der Schalenkern des Transformators Tr die besten Übertragungseigenschaften aufweist·" Die am Kollektor des Transistors T4 zur Verfügung stehende Impulsspannung wird zur Steuerung der aus Transistoren T5 und T6 in Darlingtonschaltung aufgebauten Leistungstufe 13 verwendete Im Kolls ktorstromkreis der Darlingtonschaltung liegt die Primärwicklung des Transformators Tr, dessen Sekundärwicklung einen entgegengesetzten Wicklungssinn aufweist«' Der GIe ichspannungswandIeri arbeitet nach dem Sperrwandler-Prinzip, doh,1 während der Impuls·« dauer wird aufgrund des "Stromflusses durch die Primärwick«Operating frequency of this, also fed by the voltage source -1 astable multivibrator 12 with the transistors T3 and T4 is above 20 kHz, which noise is excluded and the shell core of the transformer Tr has the best transmission characteristics at the collector of the transistor T4 available In the Kolls ktorkreis the Darlington circuit is the primary winding of the transformer Tr, whose secondary winding has an opposite winding sense "'The GIe ichspannungswandIeri works on the flyback converter principle, doh, 1 while the pulse duration is due to the "current flow through the primary winding"
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lung des Transformators Tr in dessen Magnetkern Energie gespeichert, die während der Impulspause über die Sekundärwicklung und die Diode D1 an den Kondensator C3 abgegeben wird. Die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 3 wird vom Ladezustand des Kondensators 03 bestimmt. Der elektrische Schalter 4 besteht aus zwei Transistoren T7 und To in Darlingtonschaltung, wobei die Basis des Transistors T7 an den Ausgang des Impulserzeugers 2 und die Kollektoren der Transistoren T7» T8 an die 'Verbindungsleitung zwischen der Diode D1 und den Kondensator C3 des Gleichspannungswandlers 3 geschaltet sind. Sobald die Transistoren T7i T8 leitefnd werden, entlädt sich der Kondensator C3. Während die Entladung des Kondensators C3 über eine zwischen die Ausgangsbuchse 6a für die ösophaguselektrode und den Kondensator C3 geschaltete Diode D2 und einen Widerstand R7, den Patientenwiderstand, den elektronischen Schalter 4- sowie über den parallel zur Reihenschaltung aus ?iTiderstand R7 und Patientenwiderstand liegenden Widerstand R8 erfolgt, wird der Kondensator C3 über eine weitere Diode D3 aufgeladen, die mit dem gleichen Belag des Kondensators 03 wie die Diode D2 verbunden, jedoch entgegengesetzt gepolt ist. Ein zur Diode D3 parallel geschalteter Kondensator C4 kompensiert den Innenwiderstand dieser Diode D3 für hohe Frequenzen. Damit wird erreicht, daß der Spannungsanteil der Gleichspannungswandlerfrequenz am Eingang zu der aus Diode D2 und V/iderstand R7 gebildeten Sicherheitsschaltung 5 v.ernachlässigbar ist« Die Diode D2 verhindert ein Aufladen des Kondensators C3 über den Patienten« Der Widerstand R7 dient zum Schutz des elektronischen Schalters 4- bei einem Kurzschluß zwischen den Ausgangsbuchsen 6a und 6b bzw. der Ösophaguselektrode Z6B0-bei Ablage derselben auf einer le it fähige η Unterlage 0' ,ment of the transformer Tr stored in the magnetic core energy that is delivered during the pulse break on the secondary winding and the diode D1 to the capacitor C3. The output voltage of the DC-DC converter 3 is determined by the state of charge of the capacitor 03. The electrical switch 4 consists of two transistors T7 and To in Darlington circuit, wherein the base of the transistor T7 connected to the output of the pulse generator 2 and the collectors of the transistors T7 »T8 to the 'connecting line between the diode D1 and the capacitor C3 of the DC-DC converter 3 are. As soon as the transistors T7i T8 become conductive, the capacitor C3 discharges. During the discharge of the capacitor C3 via a diode D2 connected between the output socket 6a for the esophageal electrode and the capacitor C3 and a resistor R7, the patient resistor, the electronic switch 4- and the resistor R8 connected in parallel to the series resistor R7 and patient resistance takes place, the capacitor C3 is charged via a further diode D3, which is connected to the same surface of the capacitor 03 as the diode D2, but oppositely poled. A parallel connected to the diode D3 capacitor C4 compensates the internal resistance of this diode D3 for high frequencies. This ensures that the voltage component of the DC-DC converter frequency is negligible at the input to the safety circuit 5 formed from diode D2 and resistor R7. "Diode D2 prevents charging of capacitor C3 via the patient." Resistor R7 serves to protect the electronic device Switch 4 in the event of a short circuit between the output sockets 6a and 6b or the esophageal electrode Z 6 B 0 -in the case of which it is deposited on a flexible η support 0 ',
Die Signalisierungsschaltung 7 besteht aus der Reihenschaltung eines Widerstandes R12, ein'er Leuchtdiode D4 und eines Transistors T15, wobei die Basis des Transistors TI5The signaling circuit 7 consists of the series connection of a resistor R12, ein'er LED D4 and a transistor T15, wherein the base of the transistor TI5
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über einen Widerstand Ή 13 an den Ausgang des Impulserzeugers 2 geschaltet ist«is connected via a resistor Ή 13 to the output of the pulse generator 2 «
Die Ladespannung am Kondensator C3 wird mit Hilfe eines Regelkreises stabilisiert, indem sie dem Schwellwertschalter 9 zugeführt wird, der aus einer Reihenschaltung einer auf eine Fotodiode D10 arbeitenden Leuchtdiode D5 und mehreren Zenerdioden D6 besteht, wobei die entsprechend der zu stabilisierenden Spannung nicht benötigten Zenerdioden mit Hilfe des Stufenschalters S1/2 kurzschließbar sind. 'Als Leuchtdiode D5 und Fotodiode D10 kann ein üblicher Optokoppler verwendet werden. Der Ausgang des Schwellwertschalters 9 ist über einen als Verstärker arbeitenden Transistor T9 an den set-Eingang des bistabilen Multivibrators 10 geschaltete Der reset-Eingang des mit den Transistoren TIO und T11 ausgerüsteten bistabilen Multivibrators 10 ist hingegen mit dem Ausgang des Impulserzeugers 2 verknüpft, wodurch der bistabile Multivibrator 10 am Ende jedes Stimulationsimpulses zurückgesetzt wird0' Sobald die Ladespannung am Kondensator C3 den eingestellten Schwellwert überschreitet, do'ho' durch die Leuchtdiode D5 ein Strom fließt und damit der Transistor T9 leitend wird, schaltet der bistabile Multivibrator 10 in seinen zweiten stabilen Zustand und schließt über einen Transistor T12 den Ausgang des astabilen Multivibrators 12 gegen Masse kurz, was bewirkt, daß keine Leistung mehr übertragen wirde Diese Art Regelung der Ladespannung am Kondensator C3 hat gegenüber einer stetigen Regelung durch Änderung des Tastverhältnisses der Gleichspannungswandlerfrequenz mit Hilfe eines mit dem astabilen Multivibrators 12 verknüpften Dämpfungsgliedes den Vorteil, daß die für den Transforma= tor Tr günstigste Frequenz und das optimale Tastverhältnis angewendet werden kanno'The charging voltage across the capacitor C3 is stabilized by means of a control circuit by being supplied to the threshold value switch 9, which consists of a series connection of a working on a photodiode D10 LED D5 and a plurality of Zener diodes D6, wherein the voltage corresponding to the voltage to be stabilized Zener diodes using of the on-load tap-changer S1 / 2 are short-circuitable. As a light-emitting diode D5 and photodiode D10 a conventional optocoupler can be used. The output of the threshold switch 9 is connected via a working as an amplifier transistor T9 to the set input of the bistable multivibrator 10 The reset input of the equipped with the transistors TIO and T11 bistable multivibrator 10, however, is linked to the output of the pulse generator 2, whereby the bistable multivibrator 10 is reset at the end of each stimulation pulse 0 'Once the charging voltage across the capacitor C3 exceeds the set threshold, d o ' h o 'through the LED D5 flows a current and thus the transistor T9 is conductive, the bistable multivibrator 10 switches to its second stable state and closes via a transistor T12 the output of the astable multivibrator 12 to ground short, causing no power is transmitted e This type of control of the charging voltage at the capacitor C3 has the advantage over a continuous control by changing the duty cycle of the Gleichspannungswandlerfr With the aid of an attenuator linked to the astable multivibrator 12, the advantage that the most favorable frequency and the optimum duty cycle for the transformer Tr can be used o '
Um ein unzulässiges Anwachsen der Ladespannung am Kondensator C3 bei einem Defekt einer der-Zenerdioden D6 zu vermeiden, ist zur Spannungsbegrenzung als Überlastungs« schutzschaltung 11 der Zenerdiodenkette D6 eine zweiteIn order to avoid an unacceptable increase in the charging voltage at the capacitor C3 in the event of a defect of one of the Zener diodes D6, the voltage limiting as overload protection circuit 11 of the Zener diode chain D6 is a second one
TuR-Akte 1722 ' - 9 -TuR Act 1722 '- 9 -
Reihenschaltung von Zenerdioden D'7 mit einer höheren Schwellspannung parallel geschaltet· Die Signalisierungsscbaltung 8 zur Anzeige des Ladezustandes der "Spannung s quelle 1 ist als Blinkschaltung aufgebaut* Zu diesem Zweck wird die Gleichspannung der Spannungsquelle der Reihenschaltung eines Widerstandes R9 und einer Zener» diode D8 zugeführt* Parallel zu dieser Reihenschaltung liegen in Reihe ein Widerstand RIO, eine Leuchtdiode D9 und ein weiterer Widerstand RH0' An den Verbindungspunkt zwischen Widerstand R9 und Zenerdiode D8 ist der Emitter eines Transistors TI3 und an den.Verbindungspunkt zwischen Leuchtdiode D9 und Widerstand R11 die Basis des Transistors T13 geschaltet. Der Kollektor des Transistors T13 ist mit der Basis eines weiteren Transistors T14· verbunden, dessen Kollektor-Emitter-Strecke parallel zum hochohmigen Widerstand R11 geschaltet ist0 Liegt an der Basis des Tran-· sistors TI3 annähernd die fürdsn Betrieb der Stimulationseinrichtung erforderliche Gleichspannung der Spannungsquelle 1, so sind die Transistoren TI 3 und T14 gesperrt und durch die Leuchtdiode D9 fließt nur ein geringer Strom'· Sinkt hingegen die Gleichspannung der Spannungsquelle 1 und kommt in den Bereich der Zenerspannung der Zenerdiode D8, so werden die Transistoren T13 und T14- leitend, ein der Zenerdiode D8 parallel geschalteter Kondensator C^ entladt sich und die Leuchtdiode D9 leuchtet. Sobald der Kondensator C5 entladen ist, sperren die Transistoren T13 und Ti4 wieder. Der Kondensator C5 ladt sich erneut auf, die Transistoren T13 und T14 werden wieder leitend und die Leuchtdiode D9 leuchtet* Je kleiner die Gleichspannung der Spannungsquelle 1 wird, desto schneller ist die Blinkfolgeo Diese Art Signalisierungsschaltung 8 hat den Vorteil, daß sie mit einem geringen Ruhestrom behaftet istvSeries connection of Zener diodes D'7 connected in parallel with a higher threshold voltage. The signaling circuit 8 for displaying the state of charge of the voltage source 1 is constructed as a flashing circuit. For this purpose, the DC voltage of the voltage source of the series connection of a resistor R9 and a Zener diode D8 Parallel to this series circuit are in series a resistor RIO, a light emitting diode D9 and another resistor RH 0 'At the connection point between resistor R9 and Zener diode D8 is the emitter of a transistor TI3 and the den.Verbindungspunkt between LED D9 and resistor R11 the connected base of the transistor T13. the collector of transistor T13 is · connected to the base of a further transistor T14 whose collector-emitter path is connected in parallel with the high resistor R11 0 is present at the basis of the transit · sistors TI3 approximately the operating fürdsn the stimulation device required Eq eichspannung the voltage source 1, the transistors TI 3 and T14 are blocked and through the light emitting diode D9 flows only a small current 'If, however, the DC voltage of the voltage source 1 drops and comes in the range of the Zener voltage of the Zener diode D8, the transistors T13 and T14- conductive, one of the Zener diode D8 in parallel capacitor C ^ discharges and the LED D9 lights up. Once the capacitor C5 is discharged, transistors T13 and Ti4 again turn off. The capacitor C5 recharges again, the transistors T13 and T14 become conductive again and the light-emitting diode D9 lights up * The smaller the DC voltage of the voltage source 1, the faster is the flashing sequence o This type of signaling circuit 8 has the advantage that it has a low Quiescent current istv
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