(57)【要約】  高電圧の電気細動除去パルスと低エネルギーのペーシングパルスを患者に供給する細動除去回路である。前記回路は、患者に適用される電流レベルを制御するように動作可能な電流調整器を有する。電流調整器が細動除去パルスの適用の前に細動除去の動作モードで無効になることを可能にする制御回路が提供される。Hブリッジは患者にパルスを供給し、患者に適用されるパルスの極性に関わらず電流が調整されるように、Hブリッジと直列に電流調整が提供される。
2005512697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細動除去パルスとペーシングパルスのうちの１つとして電気エネルギーを患者に供給するための回路であって、
電源と、
前記電源から前記患者への前記電気エネルギーの供給を制御する複数のスイッチを有するHブリッジと、
前記患者に供給される電流を調整する電流制御回路と
を有し、前記電流調整回路がHブリッジと直列接続される回路。
【請求項２】
請求項１に記載の回路であって、
前記電流制御回路が、電流制御信号に応じて前記電流を調整する回路。
【請求項３】
請求項２に記載の回路であって、
前記電流回路がDC値である回路。
【請求項４】
請求項２に記載の回路であって、
前記電流制御信号が、前記複数のスイッチのうちの第１の対を動作する第１の値と、前記複数のスイッチのうちの第２の対のスイッチを動作する第２の値とを有する回路。
【請求項５】
請求項２に記載の回路であって、
前記電流制御信号が、前記患者に供給される望ましい電流の波形の形状を有する波形である回路。
【請求項６】
請求項５に記載の装置であって、
前記電流制御の波形が前記複数のスイッチのうちの第１の対を動作する第１の形状と、前記複数のスイッチのうちの第２の対のスイッチを動作する第２の形状とを有する回路。
【請求項７】
請求項５に記載の回路であって、
前記制御信号の波形の前記形状が切形の指数波形である回路。
【請求項８】
請求項６に記載の回路であって、
前記第１と第２の波形の前記形状が切形の指数波形である回路。
【請求項９】
請求項５に記載の回路であって、
前記制御信号の波形の前記形状が半正弦波である回路。
【請求項１０】
請求項６に記載の回路であって、
前記第１と第２の波形の前記形状が半正弦波である回路。
【請求項１１】
請求項５に記載の回路であって、
前記制御信号の波形の前記形状が矩形である回路。
【請求項１２】
請求項６に記載の回路であって、
前記第１と第２の波形の前記形状が矩形である回路。
【請求項１３】
請求項１に記載の回路であって、
前記電流制御回路が、前記複数のスイッチの動作の前にスイッチとして動作する回路。
【請求項１４】
請求項１３に記載の回路であって、
前記複数のスイッチと前記電流制御回路が、二相パルスとして前記電気エネルギーを前記患者に供給するように動作される回路。
【請求項１５】
患者に電気エネルギーを供給する細動除去ペーサーであって、
第１と第２の端子を有する蓄電回路であって、電気エネルギーを蓄えるように動作可能な蓄電回路と、
前記蓄電回路の前記第１の端子に結合され、前記患者につなぐことに適し、前記前記蓄電回路のエネルギーから前記患者に電流を供給するように動作可能なHブリッジ回路と、
前記Hブリッジ回路に結合され、前記Hブリッジ回路を前記蓄電回路の前記第２の端子と電気的に接続し、前記患者への前記電流エネルギーの供給を調整するように動作可能な電流制御回路と
を有する細動除去ペーサー。
【請求項１６】
請求項１５に記載の細動除去ペーサーであって、
前記電流制御回路が、線形のモードで及び制御電圧に応じて動作する細動除去ペーサー。
【請求項１７】
請求項１５に記載の細動除去ペーサーであって、
前記電流制御回路が、電流に対する電圧フォロアとして構成された増幅器とトランジスタと抵抗とを有する細動除去ペーサー。
【請求項１８】
請求項１６に記載の細動除去ペーサーであって、
前記患者に供給される前記電流の極性を制御するように前記Hブリッジを制御し、前記制御電圧を決定するコントローラを更に有する細動除去ペーサー。
【請求項１９】
請求項１８に記載の細動除去ペーサーであって、
前記制御電圧が固定値である細動除去ペーサー。
【請求項２０】
請求項１８に記載の細動除去ペーサーであって、
前記制御電圧が時間変化する波形を有する細動除去ペーサー。
【請求項２１】
請求項２０に記載の細動除去ペーサーであって、
前記時間変化する波形が正弦波形である細動除去ペーサー。
【請求項２２】
請求項２０に記載の細動除去ペーサーであって、
前記時間変化する波形が減衰指数波形である細動除去ペーサー。
【請求項２３】
請求項２０に記載の細動除去ペーサーであって、
前記時間変化する波形が半正弦波形である細動除去ペーサー。
【請求項２４】
請求項２０に記載の細動除去ペーサーであって、
前記時間変化する波形が矩形波形である細動除去ペーサー。
【請求項２５】
請求項２０に記載の細動除去ペーサーであって、
前記時間変化する波形が曲線的矩形波形である細動除去ペーサー。
【請求項２６】
請求項２０に記載の細動除去ペーサーであって、
前記時間変化する波形が減衰正弦波形である細動除去ペーサー。
【請求項２７】
患者に電気エネルギーを供給する細動除去ペーサーであって、
第１と第２の端子を有する蓄電回路であって、電気エネルギーを蓄えるように動作可能な蓄電回路と、
前記蓄電回路の前記第１の端子に結合され、前記患者につなぐことに適し、前記蓄電回路のエネルギーから前記患者に電流を供給するように動作可能なHブリッジ回路と、
前記Hブリッジ回路に結合され、前記Hブリッジ回路を前記蓄電回路の前記第２の端子と電気的に接続し、前記患者への前記電流エネルギーの供給を調整するように動作可能な電流制御回路と
を有し、前記制御回路が、
抵抗と第１の制御電圧によって定められた所定の倍率に従って前記患者を通じた前記電流を制御する電流に対する電圧フォロアとして構成された第１のトランジスタと増幅器と抵抗と、
第２の制御電圧に応じて前記第１の抵抗をバイパスし、前記電流に対する電圧フォロアの前記倍率を変更する第２のトランジスタと
を有する細動除去ペーサー。
【請求項２８】
患者に電気エネルギーを供給する細動除去ペーサーであって、
第１と第２の端子を有する蓄電回路であって、電気エネルギーを蓄えるように動作可能な蓄電回路と、
前記蓄電回路の前記第１の端子に結合され、前記患者につなぐことに適し、前記蓄電回路のエネルギーから前記患者に電流を供給するように動作可能なHブリッジ回路と、
前記Hブリッジ回路に結合され、前記Hブリッジ回路を前記蓄電回路の前記第２の端子と電気的に接続し、前記患者への前記電流エネルギーの供給を調整するように動作可能な電流制御回路と
を有し、前記制御回路が、
前記患者を通じた前記電流を制限する前記Hブリッジに直列接続された第１の抵抗と、
第１の抵抗と第２の抵抗と第１の制御電圧によって定められた所定の倍率に従って前記患者を通じた前記電流を制御する電流に対する電圧フォロアとして構成された第１のトランジスタと増幅器と第２の抵抗と、
第２の制御電圧に応じて前記第１の抵抗をバイパスし、前記電流に対する電圧フォロアの前記倍率を変更する第２のトランジスタと
を有する細動除去ペーサー。
【請求項２９】
請求項２８に記載の細動除去ペーサーであって、
第３の制御電圧に応じて前記第２の抵抗をバイパスし、前記電流に対する電圧フォロアの前記倍率を更に変更する第３のトランジスタを更に有する細動除去ペーサー。
【請求項３０】
細動除去ペーサーのHブリッジ回路によって患者に供給される電流を調整する方法であって、
前記Hブリッジ回路が、内部に蓄電された電気エネルギーを有するエネルギー蓄電回路の第１の節点から電流を受け取る高電位の節点と、前記患者を通じた前記電流を指示する複数のスイッチと、前記蓄電回路の第２の節点に前記電流を戻す低電位の節点とを有し、
前記Hブリッジの前記低電位の節点と前記蓄電回路の前記第２の節点との間に電流調整回路を挿入して、入力電圧信号に応じて前記電流を制御し、
少なくとも１つの所定の時間間隔の間に前記複数のスイッチのうちの所定のものを選択的に活性化して、前記患者を通じた前記電流を指示し、
前記少なくとも１つの所定の時間間隔の間に、前記電流調整器に前記入力電圧信号を適用することを有する方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法であって、
前記入力電圧信号の前記適用が、前記少なくとも１つの時間間隔の開始に先行する方法。
【請求項３２】
請求項３０に記載の方法であって、
前記入力電圧信号の前記適用が、前記エネルギー蓄電回路のエネルギーの蓄電に先行する方法。
【請求項３３】
請求項３０に記載の方法であって、
前記入力信号の前記適用が、前記エネルギー蓄電回路のエネルギーの蓄電の開始の後であり、前記入力信号の前記適用が、前記少なくとも１つの時間間隔の開始に先行する方法。
【請求項３４】
請求項３０に記載の方法であって、
前記入力信号の前記適用が、前記複数のスイッチのうちの所定のものの前記選択的な活性化に先行する方法。
【請求項３５】
請求項３０に記載の方法であって、
前記入力信号の前記適用が、前記複数のスイッチのうちの所定のものの前記選択的な活性化と同時である方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、心臓の鼓動のリズムを維持し及び／又は回復させるために、電気エネルギーを患者に供給する方法と装置に関するものであり、特に、所定の最大値に従って、及び／又は所定の波形に従って、患者への電流の流れを調整する方法と装置に関する。ペーシング又は細動除去エネルギーに電流を供給するために、単一の電源が提供される。
【０００２】
急性心不全（SCA）の頻繁な発生は周知のことである。SCAは、心臓が血液を送り込むことを中止した際に発生し、例えば心臓の非常に早い電気活動に起因する心室細動のように、通常は心臓の異常な電気活動により発生する。細動除去器の使用を通じて患者の心臓に電気ショックを適用することによって、心室細動が治療される。徐脈（遅い心拍）や頻脈（早い心拍）のような他の形式の異常な心臓のリズムは、心臓の自然のペースメーカを援助する低電圧のペーシングパルスで治療される。細動除去とペーシングの双方を達成する装置は、一般的に２つの電源と、２つのコンデンサと、２つの制御機構とを有し、１つは高エネルギーの細動除去パルス用であり、１つは低エネルギーのペーシングパルス用である。この２重の回路構成が最終的に装置の重さとコストを増加させる。
【０００３】
細動除去とペーシングの双方を実行し、単一の電源と、単一の高エネルギーのコンデンサと、単一の制御機構とを用いて細動除去又はペーシングエネルギーのいずれかを供給する装置に対する必要性が存在する。
【０００４】
本発明は、細動除去パルス又はペーシングパルスのいずれかで患者に電気エネルギーを供給するための細動除去ペーサーである。細動除去ペーサーは、電源と、電源から患者への電気エネルギーの供給を制御する複数のスイッチを有するHブリッジと、患者に供給される電流を調整する電流制御回路とを有し、前記電流制御回路がHブリッジと直列接続される。前記電流制御回路は、コントローラによって定められた電流制御信号に応じて電流を調整する。前記電流制御信号は、一定値、又は所定の若しくは変化する波形を有する時間変化する信号であることがある。前記電流制御回路は、前記電流制御信号がHブリッジの第１の対のスイッチを動作する第１の値と、Hブリッジの第２の対のスイッチを動作する第２の値とを有するように動作可能である。前記回路はまた、前記電流制御信号がHブリッジの第１の対のスイッチを動作する第１の形状の波形と、Hブリッジの第２の対のスイッチを動作する第２の形状の波形とを有するように動作可能である。前記制御信号の多様な形状の波形には、正弦波形と矩形波形と切形の指数波形とが含まれることがある。前記電流制御回路はまた、Hブリッジのスイッチのいずれかの対の動作の前に動作されることがあるスイッチとして動作可能である。Hブリッジのスイッチは、制御された電流二相パルスを患者に供給するために、電流制御回路とともに動作可能である。
【０００５】
本発明の回路を組み込んだ細動除去ペーサーは、第１と第２の端子を有する蓄電回路であって、電気エネルギーを蓄えるように動作可能な蓄電回路と；前記蓄電回路の第１の端子に結合され、患者につなぐことに適し、蓄えられた電気エネルギーから患者に電流を供給するように動作可能なHブリッジ回路と；Hブリッジ回路に結合され、Hブリッジ回路を蓄電回路の第２の端子と電気的に接続し、患者への電流の供給を調整するように動作可能な電流制御回路とを有する。線形のモードで及び制御電圧に応じて動作可能な前記電流制御回路は、電流に対する電圧フォロアとして構成された増幅器とトランジスタと抵抗とを有する。コントローラは、患者に供給される電流の極性を制御するようにHブリッジを制御し、固定値又は時間変化する波形としての制御電圧を決定し、前記時間変化する波形は、例えば正弦波形、半正弦波形、矩形波形又は減衰指数波形であることがある。
【０００６】
前記電流制御回路の第１の代替の実施例において、第１のトランジスタと増幅器と抵抗は、抵抗と第１の制御電圧によって定められた所定の倍率に従って患者を通じた電流を制御するために、電流に対する電圧フォロアとして構成され、第２のトランジスタは、第２の制御電圧に応じて選択的に第１の抵抗をバイパスし、電流に対する電圧フォロアの倍率を変更するように構成される。
【０００７】
前記制御回路の第２の代替の実施例において、第１の抵抗はHブリッジと直列接続され、患者を通じた電流を受動的に制限する。第１のトランジスタと増幅器と第２の抵抗は、第１の抵抗と第２の抵抗と第１の制御電圧によって定められた所定の倍率に従って患者を通じた電流を制御するために、電流に対する電圧フォロアとして構成される。第２のトランジスタは、第２の制御電圧に応じて第１の抵抗をバイパスし、電流に対する電圧フォロアの倍率を変更し、第３のトランジスタは、第３の制御電圧に応じて第２の抵抗をバイパスし、電流に対する電圧フォロアの倍率を更に変更する。
【０００８】
本発明は、図面を考慮に入れた多様な実施例の以下の説明から明らかになり、容易に理解される。
【０００９】
本発明のこの実施例に詳細に言及が行われ、その例が添付の図面に示され、その図面において同様の参照番号は全体に渡って同様の要素を参照する。
【００１０】
本発明は、高エネルギー単相電気パルス又は二相電気パルスのいずれかを患者の胸部に適用された電極を介して患者に提供する第１のモードで動作可能であり、低エネルギーのペーシングパルスを患者に提供する第２のモードで動作可能である。二相の細動除去器は、反対の極性の電流パルスに続いて第１の極性の電流パルスを供給する。患者の外部に供給されると、前記電気パルスは高エネルギー（一般的に30Jから360Jの範囲）である。本発明は、単相、二相又は複相の波形を作るために、細動除去器又はペーサーで使用されることがあり、ユーザが波形を選択することを可能にする細動除去器で使用されることがある。最後に、本発明は、外部の又は埋め込み型のいずれかの細動除去器又はペーサーで使用されることがある。ここで説明される発明は、ペーシングと細動除去を結合した細動除去器で主に有利であることがわかる。
【００１１】
図１は、蓄電回路22と、蓄電コンデンサ24と、例えばマイクロコントローラやプロセッサ（以下、コントローラ26）のようなコントローラ26と、ユーザ入力選択28と、出力電極32及び34と、Hブリッジ40と、電流制御回路60とを有する細動除去ペーサー20を示した機能ブロック図である。細動除去ペーサー20は、取り外し可能なバッテリー（図示なし）のようなエネルギー源によって電力供給されている。コントローラ26は、細動除去ペーサー20の多様な構成要素の全体動作を制御する。Hブリッジ40は、コントローラ26の制御のもとで電極32及び34を介して患者に電気エネルギーのパルスを供給する。細動除去ペーサー20は、例えば患者モニタ26のような細動除去ペーサー20の全体動作に寄与する他の周知の構成要素を有し、それは患者の電気心拍曲線（ECG）信号を取得して処理し、患者のEPG信号をコントローラ26に送出する。コントローラ26は、細動除去ペーサー20の多様なモードの動作に応じて、患者に適用されるエネルギーパルスのタイミングと大きさと極性と形状のうちの少なくとも１つを制御する。周知であり、本発明の理解に必要のない構成要素は、本発明の実施例をあいまいにすることを避けるために示されていない。
【００１２】
Hブリッジ40は、それぞれスイッチ制御回路52と54と56と58によって駆動されるスイッチ42と44と46と48を有する。スイッチ制御回路52と54と56と58は順にコントローラ26によって制御される。スイッチ42と46は、蓄電コンデンサ24の正（+）の端子25に接続される節点43で共通の接続を有する。蓄電コンデンサ24は、共通回路29に接続される負（-）の端子を有する。スイッチ44と48は、電流制御回路60の第１の節点でもある節点45で共通の接続を有する。電流制御回路60の第２の節点は、共通回路29に接続される。電流制御回路60は、コントローラ26から入力コマンドを受け取る。スイッチ44と46は、電極32にも接続される節点47で共通の接続を有し、スイッチ42と48は、電極34にも接続される節点49で共通の接続を有する。電極32と34の間に示される抵抗RPは、患者の実効抵抗を表す。スイッチ接点33と35は、患者に細動除去ペーサーを接続するように動作可能である。スイッチ接点33と35は、好ましくはコントローラ26の制御のもとで動作するリレーの接点である。
【００１３】
次に図２A−２Ｆを参照して、図１に示される回路の動作の１つのモードが説明される。コントローラ26は、患者モニタ27又はユーザ入力28からの入力に応じて蓄電回路22を制御し、充電器が図２Ａに示される時間間隔t1-t2の間に動作することを引き起こす。蓄電回路22は、例えば1500から2000ボルトDCのような相対的に高い値まで、図２Ｂに示される時間間隔t1-t2の間に蓄電コンデンサ24に蓄電する。時間t2のときに、蓄電回路22は蓄電コンデンサ24に蓄電することを中止し、共通回路29に関するコンデンサ24の電圧が時間間隔t2-t3の間に一定値にとどまる。
【００１４】
細動除去ペーサー20が二相モードの細動除去器として動作される場合、コントローラ26は、スイッチ制御回路52と54がスイッチ42と44をそれぞれオンにするように指示し、固定の低インピーダンス経路を介して、又は患者を通る電流を調整するために、電流制御回路60が節点45を節点29に接続するように指示する。現在、電流の調整は高エネルギーの細動除去の放電についてほとんど既知の値を有さず、現在の既知の技術で非現実的な知恵の損失であるかもしれないが、２ジュールまでの低エネルギーの電流の調整が現実的であり、有益であると見られている。スイッチ42と44は図２Ｃに示される時間間隔t3-t4の間にオンになり、電流制御回路が固定の低インピーダンス経路として動作している場合、図２Ｅに示される時間間隔t3-t4の間に患者の抵抗RPに応じて、電流が減衰指数波形として電極32と34を介して患者RPに供給される。
【００１５】
時間間隔t4-t5の間に、蓄電コンデンサの電圧は、相対的に一定の減少値にとどまる。時間t5のときに、コントローラ26は、固定の低インピーダンス経路を介して、又は患者を通る電流を調整するために、電流制御回路60が節点45と節点29に接続するように再び指示し、図２Ｄに示される時間間隔t5-t6の間にスイッチ制御回路56と58がそれぞれスイッチ46と48をオンにするように指示する。時間間隔t5-t6の間に電極32と34を介して患者に適用される電流の方向は、時間間隔t3-t4の間に以前に適用された方向と反対である。電流制御回路60が固定の低インピーダンス経路を介して節点45と節点29に接続する場合、患者の抵抗RPに応じて図２Ｅに示されるt5-t6の間に電流が減衰指数波形として電極32と34で患者RPに適用される。
【００１６】
その他、電流制御回路60は、例えばコンデンサ24の蓄電の開始前（時間t1の前）又は時間t3の時にスイッチ42と44がオンになる前のような時間t0の時に、節点45を節点29に接続するように命令されることがある。コンデンサ24の電圧が所定の値を超える前に制御回路60が節点45と29を接続する場合、電流制御回路60の構成要素の圧力が有意に減少し、更なる信頼性に寄与する。高電圧の絶縁ゲート・バイポーラトランジスタ（IGBT）が整流用にHブリッジで用いられる場合、低い定格電圧を備えた部品が電流制御回路60で用いることができ、この場合も低コストに寄与する。
【００１７】
電流制御回路60が固定の低インピーダンスモードで動作される場合、患者に適用される最大電流は、コンデンサ24の電圧の大きさと、患者の実効抵抗RPと、電流制御回路60の固定の低インピーダンス経路の実効インピーダンスとによって定められる。
【００１８】
図３Ａ−３Ｄを参照して、図１に示された回路の動作がペーシングモードの動作に関して更に説明される。コントローラ26は、患者モニタ27からの入力に応じて蓄電回路22を制御し、蓄電回路22は、例えば75から200ボルトDCのような相対的に低い値まで、図３Ａと３Ｃに示される時間間隔t1-t2の間に蓄電コンデンサ24に蓄電し、前記相対的に低い値は、電力消費を削減するために動的に変化することがある。時間t2のときに、蓄電回路22は、蓄電コンデンサ24に蓄電することを中止し、共通回路29に関するコンデンサ24の節点25の電圧が時間間隔t2-t3の間に一定値にとどまる。
【００１９】
細動除去ペーサーが二相モードのペーサーとして動作される場合、コントローラ26は、スイッチ制御回路52と54がスイッチ42と44をそれぞれオンにするように指示し、所定の最大値を超えないように患者を通る電流を調整するために、電流制御回路60が節点45を節点29に接続するように指示する。スイッチ42と44は、図３Ｃに示される時間間隔t3-t4の間にオンになり、電流制御回路60の制御に応じて、図３Ｅに示される時間間隔t3-t4の間に第１の極性で、電流が電極32と34で患者RPに供給される。時間t5のときに、コントローラ26は、電流制御回路60が節点45を節点29に接続し、患者を通る電流を調整するように指示し、図３Ｄに示される時間間隔t5-t6の間に、時間間隔t3-t4の間に以前に適用された方向に対して患者に適用される電流方向を反対にして、スイッチ制御回路56と58がそれぞれスイッチ46と48をオンにするように指示する。反対の極性の波形が、図３Ｅに示される時間間隔t5-t6の間に示されている。以下に更に説明されるとおり、波形の形状が電流制御コマンドの特性に依存するため、図３Ｅにおいて、時間間隔t3-t4とt5-t6の間に患者に適用される電流の波形が点線として示されている。
【００２０】
図１を再度参照すると、電流制御回路60は、トランジスタQ1と抵抗RRと増幅器U1と電流コマンド回路62とを有する。抵抗RRは共通回路29に接続された第１の端部と、トランジスタQ1のエミッタに接続された第２の端部とを有する。トランジスタQ1のコネクタは、節点45でHブリッジに接続される。トランジスタQ1のゲートは、増幅器U1の出力に接続され、増幅器U1の非反転入力（+）は、電流フォロア回路を形成するように抵抗RRの第２の端部に接続され、抵抗RRを流れる電流は、増幅器U1の反転入力（-）に適用される電圧に追随し、それ故にVCは増幅器U1の反転入力の電圧とすると、患者の電流IPがRP÷VCになる。従って、患者を通る電流は、増幅器U1の反転入力に適用される電圧VCに従って調整される。電流コマンドインタフェース回路62はコントローラ26からコマンドを受け取り、細動除去ペーサー20の望ましい動作モードに応じてVCとしての固定値又はVCの時間変化する値のいずれかを出力する。患者の電流が電流制御回路60によって制御されている細動除去ペーサーの動作中に、蓄電回路22はコンデンサ24の電荷を継続的又は周期的に補充し、節点25の電圧が時間変化するVCによって命令される波形の電圧を維持するほど十分に高いことを確保する。固定の低インピーダンス経路を介して節点45が節点29に接続される細動除去ペーサー20を動作することが望ましい場合、値VCは、トランジスタQ1が効果的にスイッチとして動作するように決められる。電流調整回路60が節点45と29の間の電流の流れを制御するように細動除去ペーサー20を動作することが望ましい場合、Q1が望ましい値の患者の電流の活性領域にとどまるように抵抗RRと入力電圧VCの値が決められる。Q1が活性領域にとどまる場合、患者に適用される電流の極性はHブリッジによって制御され、患者に適用される電流の大きさと波形は電流調整回路60によって制御される。
【００２１】
図４Ａ−４Ｅを参照すると、電流調整モードのペーサー細動除去器20の動作の例が示されている。説明の簡潔さのため、コンデンサ24の電圧が蓄電されており、一定値に保持されていることが仮定される。コンデンサ24の電圧が一定値に維持されていない場合、すなわち供給される電流の関数として減衰することを許可される場合、患者に適用される波形が変化することがあるが、患者に適用される電流の最大の大きさは依然として電流調整器60によって制御されることが当業者に容易にわかる。
【００２２】
図４Ａに示されている通り、コンデンサ24の電圧は時間t1のときに一定値まで充電される。図４Ｂに示される時間間隔t3-t4のときに、コントローラ26は、スイッチ42と44が接することを引き起こし、患者に供給されるパルスの極性を決定する。コントローラ26はまた、電流コマンド回路62が増幅器U1の反転入力に適用される図４Ｄの時間間隔t3-t4に示される波形を提供することを引き起こし、それ故に時間間隔t3-t4の間に図４Ｅに示される波形の電流を患者RPに適用する。次に、図４Ｃに示される時間間隔t5-t6のときに、コントローラ26は、スイッチ46と48が接することを引き起こし、時間間隔t3-t4の間に以前に適用されたパルスの極性と反対である患者に供給されるパルスの極性を決定する。コントローラ26は、電流コマンド回路62が増幅器U1の反転入力に適用される図４Ｄの時間間隔t5-t6に示される波形を提供することを引き起こし、それ故に図４Ｅの時間間隔t5-t6で示される波形の電流を抵抗RPで表される患者に適用する。Q1が線形領域にとどまるように動作される場合、患者RPを流れる電流の波形IPは電圧の波形VCに追随する。従って、例えば図４Ｆの半正弦波形や、図４Ｇの切形の指数波形や、図４Ｈの減衰正弦波形や、図４Ｊの矩形波形や、図４Ｋの曲線的矩形波形のような電流の波形が作られることがある。制御された電流単相波形が望ましい場合、コントローラ26はスイッチの対42と44又はスイッチの対46と48のうちの１つのみが接することを引き起こし、適切な電圧の波形がVCとして適用されることを引き起こすように適切にプログラムされることがあることが、当業者は認識するであろう。従って、単相と二相の双方のパルスが本発明により調整される。
【００２３】
トランジスタQ1は、好ましくは絶縁ゲート・バイポーラトランジスタ（IGBT）である。細動除去モードで電流を調整することが望ましくない場合、又は整流用にHブリッジで高電圧のIGBTが用いられる場合、例えば電界効果トランジスタ（FET）又は接合型バイポーラトランジスタのような、より低い定格電圧を有するトランジスタが用いられることがある。より低い定格電圧を有するトランジスタが用いられる場合、トランジスタQ1は、好ましくはスイッチとして動作され、コンデンサ24が高電圧まで充電される前に完全にオンになり、コンデンサが放電されるまで完全にオンにとどまる。
【００２４】
好ましくは、図１の電流調整回路60のセンス抵抗（sense  resistor）RRは、低レベルのペーシングパルスの調整を最適化するように選択される。固定の低インピーダンスモードにおいては、図１に示される電流調整回路60の抵抗RRをバイパスすることが有利である。次に図５を参照すると、抵抗RRをバイパスする回路構成を有する電流調整回路60-1が示されている。電流調整回路60-1は、電流調整回路60と同様の方法で動作するが、前記電流調整回路は、抵抗RRのバイパスを実行するトランジスタQ2と、バイパスを動作するために入力電圧VS1を受け取る追加の節点65とを有する。トランジスタQ2は、好ましくは抵抗RRを通じて接続されたソース及びドレイン（drain）と、節点65に接続されたゲートを有する電界効果トランジスタである。20から50ボルトの範囲の定格電圧がトランジスタQ2に適切である。
【００２５】
次に図６を参照すると、電流調整回路60-2は、抵抗RRをバイパスする回路構成を有し、直列制限抵抗が示されている。電流調整回路60-2は、電流調整回路60と同様の方法で動作するが、電流調整回路60-2は、抵抗RRのバイパスを実行するトランジスタQ2と、RRのバイパスを動作するために入力電圧VS1を受け取る追加の節点65と、直列制限抵抗RLと、抵抗RLをバイパスするトランジスタQ3と、RLのバイパスを動作する電圧VS2を受け取る節点67とを更に有する。トランジスタQ2は、好ましくは抵抗RRを通じて接続されたソース及びドレイン（drain）と、節点65に接続されたゲートを有する電界効果トランジスタである。20から50ボルトの範囲の定格電圧がトランジスタQ2に適切である。直列制限抵抗RLは、Q1のコネクタと節点45との間に挿入される。例えばペーサーモードのように、更なる制限を有することが望ましい場合に、直列抵抗RLが用いられる。トランジスタQ3は、節点67で受け取られた入力電圧VS2に応じて抵抗RLのバイパスを実行する。トランジスタQ3は、好ましくは抵抗RLを通じて接続されたソース及びドレイン（drain）と、節点67に接続されたゲートを有する電界効果トランジスタである。トランジスタQ3の定格電圧は、50から200ボルトの範囲又はそれより大きいものであるべきである。抵抗RLとRRの双方を同時にバイパスすることが望ましい場合、トランジスタQ3に基準アースが確立されるように、電圧VS1が電圧VS2の前に適用されるべきである。相でない場合は、更に複雑なゲートドライブ（gate  drive）がトランジスタQ3に必要になる。図６の回路構成が使用される場合には、スイッチ44と48（図１）は高電圧のスイッチ構成要素である。Hブリッジのスイッチ44と48が高電圧のスイッチ構成要素である場合、Q1は200ボルト以上の範囲の電圧を有するMOSFETであることがある。
【００２６】
本発明を組み込んだ細動除去ペーサーはまた、スタンバイ動作中にHブリッジの構成要素へのコンデンサの電圧の適用を回避し、又はスタンバイ動作中にHブリッジの出力から患者を切断する追加の回路（図示なし）を組み込むことがある。例えば、患者とHブリッジとの間にリレーが組み込まれることがある。
【００２７】
本発明の数個の実施例が示され、説明されたが、本発明の原理と意図を逸脱することなく、前記実施例に変更が行われ得ることが当業者にわかり、その範囲は特許請求の範囲とその等価なもので定められる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例による細動除去ペーサー回路を示した機能ブロック図である。
【図２Ａ】図１に示される回路が無調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図２Ｂ】図１に示される回路が無調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図２Ｃ】図１に示される回路が無調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図２Ｄ】図１に示される回路が無調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図２Ｅ】図１に示される回路が無調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図２Ｆ】図１に示される回路が無調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図３Ａ】図１に示される回路が調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図３Ｂ】図１に示される回路が調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図３Ｃ】図１に示される回路が調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図３Ｄ】図１に示される回路が調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図３Ｅ】図１に示される回路が調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図４Ａ】図１に示される回路が一定値を有する電源からの電流調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図４Ｂ】図１に示される回路が一定値を有する電源からの電流調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図４Ｃ】図１に示される回路が一定値を有する電源からの電流調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図４Ｄ】図１に示される回路が一定値を有する電源からの電流調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図４Ｅ】図１に示される回路が一定値を有する電源からの電流調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図４Ｆ】図１に示される回路が一定値を有する電源からの電流調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図４Ｇ】図１に示される回路が一定値を有する電源からの電流調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図４Ｈ】図１に示される回路が一定値を有する電源からの電流調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図４Ｊ】図１に示される回路が一定値を有する電源からの電流調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図４Ｋ】図１に示される回路が一定値を有する電源からの電流調整モードで動作する場合の電流の供給を示した波形である。
【図５】図１に示される細動除去ペーサーの電流調整部の代替の構成の概略図である。
【図６】図１に示される細動除去ペーサーの電流調整部のその他の代替の構成の概略図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｊ】
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【図４Ｋ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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