FR2778109A1 - IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE - Google Patents
IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- FR2778109A1 FR2778109A1 FR9905445A FR9905445A FR2778109A1 FR 2778109 A1 FR2778109 A1 FR 2778109A1 FR 9905445 A FR9905445 A FR 9905445A FR 9905445 A FR9905445 A FR 9905445A FR 2778109 A1 FR2778109 A1 FR 2778109A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- circuit
- function
- clock
- functions
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/3605—Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system
- A61N1/36125—Details of circuitry or electric components
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/362—Heart stimulators
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/372—Arrangements in connection with the implantation of stimulators
- A61N1/378—Electrical supply
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/38—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for producing shock effects
- A61N1/39—Heart defibrillators
- A61N1/3956—Implantable devices for applying electric shocks to the heart, e.g. for cardioversion
- A61N1/3962—Implantable devices for applying electric shocks to the heart, e.g. for cardioversion in combination with another heart therapy
- A61N1/39622—Pacing therapy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/38—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for producing shock effects
- A61N1/39—Heart defibrillators
- A61N1/3975—Power supply
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
- G06F1/32—Means for saving power
- G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
- G06F1/32—Means for saving power
- G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
- G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
- G06F1/324—Power saving characterised by the action undertaken by lowering clock frequency
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
- G06F1/32—Means for saving power
- G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
- G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
- G06F1/3296—Power saving characterised by the action undertaken by lowering the supply or operating voltage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Neurology (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un dispositif médical implantable tel qu'un stimulateur cardiaque, un défibrillateur etc. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un ou plusieurs circuits (C1 Cn) pour exécuter au moins une fonction pendant une période de temps prédéterminée et une source d'horloge (34) fournissant des signaux d'horloge (C11, C12 Cln) à une pluralité de fréquences d'horloge, la source d'horloge (34, 156, 204) étant connectée opérationnellement de manière à commander le ou les circuits (C1 Cn) à une fréquence d'horloge telle que pratiquement la totalité de la période de temps prédéterminée soit utilisée pour exécuter la ou les fonctions, la ou les fonctions étant achevées juste avant la période de temps postérieure.The present invention relates to an implantable medical device such as a pacemaker, a defibrillator etc. This device is characterized in that it comprises one or more circuits (C1 Cn) for performing at least one function for a predetermined period of time and a clock source (34) supplying clock signals (C11, C12 Cln ) at a plurality of clock frequencies, the clock source (34, 156, 204) being operatively connected so as to control the circuit (s) (C1 Cn) at a clock frequency such that substantially all of the predetermined time period is used to perform the function (s), the function (s) being completed just before the subsequent time period.
Description
La présente invention concerne l'absorption de puissance de circuitsThe present invention relates to the power absorption of circuits
intégrés tels que les circuits utilisés dans des dispositifs médicaux et en particulier des dispositifs médicaux implantables. Elle est plus particulièrement relative à la prévision d'une commande d'horloge réglable et/ou de niveaux de tensions d'alimentation multiples pour le fonctionnement de tels circuits. Divers dispositifs exigent un fonctionnement avec une faible absorption de puissance. Par exemple, des dispositifs de communication manuels exigent une telle faible absorption de puissance et en particulier il en est de même des dispositifs médicaux implantables. En ce qui concerne les dispositifs médicaux implantables tels que par exemple les dispositifs cardiaques implantables à microprocesseur, tels que les stimulateurs cardiaques et les défibrillateurs implantables, ceux-ci doivent pouvoir fonctionner avec une faible absorption de puissance afin d'accroître la durée de vie des integrated such as circuits used in medical devices and in particular implantable medical devices. It relates more particularly to the provision of an adjustable clock control and / or of multiple supply voltage levels for the operation of such circuits. Various devices require operation with low power absorption. For example, manual communication devices require such low power absorption and in particular the same is true of implantable medical devices. With regard to implantable medical devices such as for example implantable microprocessor cardiac devices, such as pacemakers and implantable defibrillators, these must be able to function with a low power absorption in order to increase the lifespan of the devices.
batteries et la longévité des dispositifs. batteries and the longevity of the devices.
Généralement de tels dispositifs à faible absorption de puissance sont conçus en utilisant la technologie dite "complémentaire semiconducteur-oxyde métallique" (CMOS). La technologie CMOS est généralement utilisée parce qu'une telle technologie présente la caractéristique d'entraîner une absorption de puissance "statique" Generally such devices with low power absorption are designed using the technology called "complementary semiconductor metal oxide" (CMOS). CMOS technology is generally used because such technology has the characteristic of causing "static" power absorption
pratiquement nulle.practically zero.
L'absorption de puissance de circuits CMOS comprend généralement deux facteurs d'absorption de puissance à savoir un facteur d'absorption de puissance "dynamique" et un facteur d'absorption de puissance "statique". L'absorption de puissance statique est due uniquement au courant de fuite du fait que le courant de repos de tels circuits est nul. L'absorption de puissance dynamique est le facteur d'absorption de puissance dominant pour la technologie CMOS. L'absorption de puissance dynamique est essentiellement due au courant exigé pour charger des capacités internes et de charge The power absorption of CMOS circuits generally comprises two power absorption factors, namely a "dynamic" power absorption factor and a "static" power absorption factor. The absorption of static power is only due to the leakage current because the quiescent current of such circuits is zero. Dynamic power absorption is the dominant power absorption factor for CMOS technology. The dynamic power absorption is mainly due to the current required to charge internal and charging capacities
pendant une commutation, c'est-à-dire pour la charge et la décharge de telles capacités. during switching, i.e. for charging and discharging such capacities.
La puissance dynamique (P) est égale à 1/2CVrDD2F, o C est la capacité du point nodal, F est la fréquence d'horloge ou de commutation et VDD est la tension d'alimentation pour le circuit CMOS. Comme on peut le voir d'après la formule de calcul de la puissance dynamique (P), l'absorption de puissance dynamique des circuits CMOS est proportionnelle au carré de la tension d'alimentation VDD. En outre, la puissance The dynamic power (P) is equal to 1 / 2CVrDD2F, where C is the capacity of the node, F is the clock or switching frequency and VDD is the supply voltage for the CMOS circuit. As can be seen from the dynamic power calculation formula (P), the dynamic power absorption of CMOS circuits is proportional to the square of the supply voltage VDD. In addition, the power
dynamique P est proportionnelle à la fréquence d'horloge ou de commutation. dynamic P is proportional to the clock or switching frequency.
En accord avec la formule donnant l'absorption de puissance dynamique, il a été de pratique courante, dans la conception de circuits intégrés CMOS, d'abaisser la tension d'alimentation pour un dispositif complet (par exemple hybride) ou un circuit intégré, afin de faire fonctionner le circuit avec de basses tensions d'alimentation, en vue de réduire l'absorption de puissance de tels types de circuits. Par exemple, dans le dispositif connu sous le nom de Medtronic Spectrax, vers 1979, un circuit intégré a été alimenté par une cellule LiI au lieu de deux cellules. Ceci a permis de réduire la tension d'alimentation à In accordance with the formula giving dynamic power absorption, it has been common practice, in the design of CMOS integrated circuits, to lower the supply voltage for a complete device (for example hybrid) or an integrated circuit, in order to operate the circuit with low supply voltages, in order to reduce the power absorption of such types of circuits. For example, in the device known as Medtronic Spectrax, around 1979, an integrated circuit was powered by a LiI cell instead of two cells. This reduced the supply voltage to
2,8 volts à partir de 5,6 volts, en entraînant ainsi une réduction du courant consommé. 2.8 volts from 5.6 volts, thereby reducing the current consumed.
Les tensions devant être supérieures à 2,8 volts ont été produites par un doubleur de tension ou bien suivant une variante par une pompe de charge (par exemple des impulsions de stimulation de sortie). En outre, par exemple dans le dispositif connu sous le nom de Medtronic Symbios, vers 1983, le circuit logique a été alimenté par un régulateur de tension commandant la tension d'alimentation du circuit intégré à une alimentation du type "somme de seuils". Ce régulateur a fourni une alimentation au The voltages which must be greater than 2.8 volts have been produced by a voltage doubler or alternatively by a charge pump (for example output stimulation pulses). In addition, for example in the device known as Medtronic Symbios, around 1983, the logic circuit was supplied by a voltage regulator controlling the supply voltage of the integrated circuit to a supply of the "sum of thresholds" type. This regulator provided power to the
circuit intégré (c'est-à-dire une tension VDD) de plusieurs centaines de millivolts au- integrated circuit (that is to say a voltage VDD) of several hundred millivolts au-
dessus de la somme des seuils du canal n et du canal p des transistors CMOS constituant le circuit intégré. Ce régulateur était du type à autoétalonnage en ce qui concerne les above the sum of the thresholds of the channel n and of the channel p of the CMOS transistors constituting the integrated circuit. This regulator was of the self-calibrating type with respect to
variations des seuils des transistors dues à la fabrication. variations in the thresholds of the transistors due to manufacturing.
D'autres dispositifs ont réduit l'absorption de puissance d'autres fac, çons. Par exemple, divers types de dispositifs comportent des blocs analogiques d'arrêt et/ou des horloges d'arrêt pour des blocs logiques qui ne sont pas utilisés à des instants particuliers, en réduisant ainsi la puissance absorbée. En outre, des dispositifs à microprocesseur ont utilisé une "horloge de bouffée" conçue pour faire fonctionner un microprocesseur à une fréquence d'horloge très élevée (par exemple généralement de 500-1000 kilohertz), pendant de courtes périodes de temps, pour tirer partie d'un "facteur de cycle" afin de réduire le drain de courant moyen. Une horloge de fréquence beaucoup plus basse (par exemple généralement de 32 kHz) est utilisée pour d'autres circuits et/ou le processeur lorsqu'il ne fonctionne pas dans le mode à fréquence d'horloge élevée, c'est-à-dire dans le mode à horloge à bouffée. Beaucoup de dispositifs implantés basés sur un processeur utilisent la technique de l'horloge à bouffée. Par exemple, les dispositifs implantés fournis par les Sociétés Medtronic, Vitatron, Biotronic, ELA, Intermedics, Pacesetters, InControl, Cordis, CPI, etc.., utilisent des techniques à horloge à bouffée. A titre d'illustration quelques exemples qui décrivent l'utilisation d'une horloge à bouffée sont Other devices have reduced power absorption in other ways. For example, various types of devices include analog stop blocks and / or stop clocks for logic blocks which are not used at particular times, thereby reducing the power absorbed. In addition, microprocessor devices have used a "puff clock" designed to operate a microprocessor at a very high clock frequency (for example typically 500-1000 kilohertz), for short periods of time, to take advantage of a "cycle factor" to reduce the average current drain. A clock of much lower frequency (for example generally 32 kHz) is used for other circuits and / or the processor when it is not operating in the high clock frequency mode, i.e. in puff clock mode. Many implanted devices based on a processor use the puff clock technique. For example, the implanted devices supplied by the companies Medtronic, Vitatron, Biotronic, ELA, Intermedics, Pacesetters, InControl, Cordis, CPI, etc., use puff clock techniques. By way of illustration, some examples which describe the use of a puff clock are
donnés dans les brevets US N 4 561 442, N 5 022 395, N 5 388 578 et N 5 154 170. given in US patents N 4,561,442, N 5,022,395, N 5,388,578 and N 5,154,170.
La figure 1 représente une illustration graphique de la variation de l'énergie/retard en fonction de la tension d'alimentation pour des circuits CMOS tels qu'un inverseur CMOS 10 représenté sur la figure 2 à titre illustratif. A l'inverseur 10 est appliquée une tension d'alimentation VDD qui est connectée à la source d'un transistor à effet de champ PMOS 12. Le transistor PMOS 12 a son drain connecté au drain d'un transistor à effet de champ NMOS 14 dont la source est reliée à la masse. Dans cette configuration, une tension Vi appliquée aux deux électrodes de commande des transistors 12,14 est inversée pour fournir une tension de sortie Vo. Pour simplifier un cycle d'horloge un changement de niveau logique est utilisé pour inverser l'entrée Vi en sortie Vo. Ainsi qu'il est illustré sur la figure 1, le retard de la logique du circuit augmente notablement lorsque la tension d'alimentation est réduite à presque un volt, ainsi qu'il est représenté par la ligne de retard 16 et la ligne d'énergie/retard 18. De ce fait, la réduction de la tension d'alimentation VDD vers des niveaux de plus en plus bas, est impossible en pratique à cause de la nécessité de disposer de tension d'alimentation plus élevée lorsqu'un fonctionnement à une fréquence plus élevée est exigé. Par exemple, d'une manière générale, les circuits logiques CMOS doivent assumer périodiquement une fonctionnalité à une fréquence plus élevée, par exemple à une fréquence d'horloge à bouffée. Cependant, lorsque la tension d'alimentation VDD est diminuée, une telle absorption d'énergie est réduite par le carré de la tension d'alimentation VDD, ainsi qu'il est représenté par la ligne d'absorption d'énergie 20. Par conséquent, la vitesse exige une tension d'alimentation VDD plus élevée ce qui est en conflit direct avec une faible FIG. 1 represents a graphic illustration of the variation of the energy / delay as a function of the supply voltage for CMOS circuits such as a CMOS inverter 10 represented in FIG. 2 by way of illustration. A supply voltage VDD is applied to the inverter 10 which is connected to the source of a PMOS field effect transistor 12. The PMOS transistor 12 has its drain connected to the drain of an NMOS field effect transistor 14 whose source is connected to ground. In this configuration, a voltage Vi applied to the two control electrodes of the transistors 12, 14 is inverted to provide an output voltage Vo. To simplify a clock cycle, a change in logic level is used to invert the input Vi at the output Vo. As illustrated in FIG. 1, the delay of the circuit logic increases notably when the supply voltage is reduced to almost one volt, as represented by the delay line 16 and the line of energy / delay 18. Therefore, reducing the supply voltage VDD to lower and lower levels is impossible in practice because of the need for a higher supply voltage when operating at a higher frequency is required. For example, in general, CMOS logic circuits must periodically assume functionality at a higher frequency, for example at a puff clock frequency. However, when the supply voltage VDD is decreased, such energy absorption is reduced by the square of the supply voltage VDD, as shown by the energy absorption line 20. Therefore , the speed requires a higher supply voltage VDD which is in direct conflict with a low
absorption d'énergie.energy absorption.
D'autres problèmes sont également évidents lorsque des tensions d'alimentation VDD plus basses sont utilisées pour des circuits CMOS. Lorsqu'une tension d'alimentation plus basse est sélectionnée, des pertes de courant de fuite statique peuvent apparaître, en particulier à des fréquences plus basses, à cause de pertes de courant de fuite statique accrues. Diverses techniques visant à réduire l'absorption de puissance dans des dispositifs sont connues et certains exemples de ces techniques sont donnés dans les Other problems are also evident when lower VDD supply voltages are used for CMOS circuits. When a lower supply voltage is selected, static leakage current losses may occur, particularly at lower frequencies, due to increased static leakage current losses. Various techniques aimed at reducing the power absorption in devices are known and certain examples of these techniques are given in the
brevets US N 5 022 395, N 4 561 442, N 5 388 578 et N 5 154 170. US patents N 5,022,395, N 4,561,442, N 5,388,578 and N 5,154,170.
La présente invention vise certains buts. En fait, diverses formes d'exécution de la présente invention fournissent des solutions d'un ou plusieurs des problèmes existant dans les types de circuits suivant la technique antérieure ayant une faible absorption de puissance, et en particulier en ce qui concerne les dispositifs médicaux implantables. Ces problèmes sont les suivants: Les circuits CMOS ayant une trop grande absorption de puissance dynamique entraînent une réduction de la durée de service des batteries; impossibilité d'utiliser effectivement de bas niveaux de la tension d'alimentation; impossibilité de fournir des capacités de traitement adéquates telles que des capacités de traitement d'un haut niveau incluant la télémétrie à liaisons ascendante/descendante, la détection de morphologie, l'initialisation de dispositifs, tout en fournissant cependant des capacités d'un traitement de bas niveau tel que la détection de battements intrinsèques, la stimulation, la télémétrie à basse vitesse, avec l'absorption de puissance désirée; et l'impossibilité de fournir des types de circuits fonctionnant à des fréquences plus basses et par conséquent avec une plus faible absorption de puissance comparativement à The present invention has certain aims. In fact, various embodiments of the present invention provide solutions to one or more of the problems existing in the types of circuits according to the prior art having low power absorption, and in particular with regard to implantable medical devices. . These problems are as follows: CMOS circuits having too much dynamic power absorption lead to a reduction in the service life of the batteries; inability to effectively use low levels of the supply voltage; inability to provide adequate processing capabilities such as high-level processing capabilities including uplink / downlink telemetry, morphology detection, device initialization, while still providing processing capabilities low level such as detection of intrinsic beats, stimulation, telemetry at low speed, with the desired power absorption; and the impossibility of providing types of circuits operating at lower frequencies and therefore with lower power absorption compared to
l'utilisation d'horloges à plus grande vitesse telles que les horloges à bouffée. the use of higher speed clocks such as puff clocks.
Comparativement aux techniques connues pour la réduction de l'absorption de puissance dans divers types de circuits, diverses formes d'exécution de la présente invention peuvent fournir un ou plusieurs des avantages suivants: absorption de puissance réduite grâce à l'utilisation d'une tension d'alimentation VDD plus basse; absorption de puissance réduite par suite d'une fréquence d'horloge diminuée pour les types de circuits; longévité accrue des circuits et en particulier de circuits de dispositifs implantables; obtention d'une réduction potentielle dans la dimension du produit; réduction au minimum des pertes dues au courant de fuite statique, c'est-à-dire de l'absorption de puissance statique; fourniture de types de circuits à processeurs multiples et de circuits de traitement à haute performance avec des possibilités additionnelles de caractéristiques et de fonctions par suite de la possibilité de réduire la puissance par rapport à d'autres caractéristiques et fonctions "requises" et obtention d'une réduction Compared to known techniques for reducing power absorption in various types of circuits, various embodiments of the present invention can provide one or more of the following advantages: reduced power absorption through the use of a voltage lower VDD supply; reduced power absorption due to decreased clock frequency for circuit types; increased longevity of circuits and in particular circuits of implantable devices; obtaining a potential reduction in the size of the product; minimization of losses due to static leakage current, i.e. absorption of static power; provision of types of multi-processor circuits and high performance processing circuits with additional possibilities of characteristics and functions as a result of the possibility of reducing power compared to other "required" characteristics and functions and obtaining a discount
notable du drain de courant.notable from the current drain.
Certaines formes d'exécution de l'invention incluent une ou plusieurs des particularités suivantes: fonctionnement de circuits pour assumer une fonction désirée (généralement assumée dans un nombre prédéterminé de cycles d'horloge) à une vitesse d'horloge d'un niveau plus bas ou intermédiaire afin d'achever le traitement d'une manière adéquate juste à temps avant le processus fonctionnel requis suivant; utilisation pratiquement de la totalité d'une période de temps prédéterminée (par exemple basée sur des événements physiologiques tels que pendant un intervalle d'aveuglement, un intervalle de cadence supérieur, un intervalle d'échappement, un intervalle réfractaire et un protocole de communication entre générateur d'impulsions/programmeur etc. .) pour assumer une fonction à une vitesse d'horloge telle que la fonction soit achevée juste avant n'importe quel processus fonctionnel requis suivant; fourniture d'une ou plusieurs sources de tension ou d'une source de tension pouvant fonctionner pour délivrer une ou plusieurs tensions d'alimentation ajustées pour diverses fonctions d'un circuit intégré unique; connexion opérationnelle d'une source d'horloge à au moins deux circuits de telle façon que différents circuits puissent fonctionner à des fréquences d'horloge différentes; ajustement des niveaux de tension d'alimentation connectés à un ou plusieurs circuits basés sur les fréquences d'horloge utilisées pour commander le fonctionnement des circuits; ajustement de la polarisation d'une électrode de commande d'un circuit basé sur le niveau de tension d'alimrnentation appliqué au circuit; fourniture de divers niveaux de tension d'alimentation à un circuit de traitement suivant la fonction devant être assumée par ce circuit de traitement; commande du fonctionnement d'un circuit de traitement à différentes fréquences d'horloge suivant la fonction exécutée par le circuit de traitement; modification "au vol" du niveau de la tension d'alimentation ainsi qu'il est exigé par des fonctions de synchronisation spécifiques d'un circuit qui sont exigées pour divers circuits ou la fonctionnalité d'un circuit de traitement sur la base de fréquences Certain embodiments of the invention include one or more of the following features: operation of circuits to assume a desired function (generally assumed in a predetermined number of clock cycles) at a clock speed of a lower level or intermediate to complete the treatment adequately just in time before the next required functional process; use of practically the whole of a predetermined period of time (for example based on physiological events such as during a blindness interval, a higher cadence interval, an escape interval, a refractory interval and a communication protocol between pulse generator / programmer etc.) to perform a function at a clock speed such that the function is completed just before any subsequent required functional process; providing one or more voltage sources or a voltage source operable to deliver one or more supply voltages adjusted for various functions of a single integrated circuit; operational connection of a clock source to at least two circuits so that different circuits can operate at different clock frequencies; adjusting the supply voltage levels connected to one or more circuits based on the clock frequencies used to control the operation of the circuits; adjusting the bias of a circuit control electrode based on the supply voltage level applied to the circuit; supplying various supply voltage levels to a processing circuit according to the function to be assumed by this processing circuit; controlling the operation of a processing circuit at different clock frequencies depending on the function performed by the processing circuit; "on-the-fly" modification of the supply voltage level as required by specific circuit synchronization functions that are required for various circuits or the functionality of a frequency-based processing circuit
d'horloge utilisées pour la commande du fonctionnement d'un tel circuit. clock used for controlling the operation of such a circuit.
On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une illustration graphique illustrant la variation de l'énergie/retard en fonction de la tension d'alimentation pour le fonctionnement d'un Various embodiments of the present invention will be described below, by way of nonlimiting examples, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a graphic illustration illustrating the variation of the energy / delay as a function of the supply voltage for the operation of a
circuit CMOS.CMOS circuit.
La figure 2 représente un inverseur CMOS suivant la technique antérieure qui FIG. 2 represents a CMOS reverser according to the prior art which
est utilisé en tant que bloc de construction dans beaucoup de types de circuits CMOS. is used as a building block in many types of CMOS circuits.
La figure 3 est un schéma synoptique d'un système d'horloge "juste à temps" Figure 3 is a block diagram of a "just in time" clock system
suivant la présente invention.according to the present invention.
Les figures 4A à 4C représentent des illustrations de calage dans le temps Figures 4A to 4C show timing illustrations
destinées à être utilisées pour la description du système d'horloge "juste à temps" de la intended to be used for the description of the "just in time" clock system of the
figure 3.figure 3.
La figure 5 est un schéma synoptique d'un système produisant des tensions Figure 5 is a block diagram of a system producing voltages
d'alimentation multiples suivant la présente invention. multiple feed according to the present invention.
La figure 6 est un schéma synoptique illustrant un système fournissant une tension d'alimentation variable suivant la présente invention, La figure 7 est un schéma synoptique d'un circuit de traitement commandé par Figure 6 is a block diagram illustrating a system providing a variable supply voltage according to the present invention, Figure 7 is a block diagram of a processing circuit controlled by
une horloge suivant la présente invention. a clock according to the present invention.
la figure 8 est un schéma illustrant un dispositif médical implantable dans un corps. La figure 9 est un schéma synoptique du circuit d'un stimulateur cardiaque destiné à être utilisé pour illustrer une ou plusieurs formes d'exécution de la présente FIG. 8 is a diagram illustrating a medical device implantable in a body. Figure 9 is a block diagram of a pacemaker circuit intended to be used to illustrate one or more embodiments of this
invention.invention.
La figure 10 est un schéma synoptique d'un stimulateur cardiaque/défibrillateur implantable utilisable pour illustrer une ou plusieurs formes d'exécution de la présente invention. La figure 11 est un schéma synoptique illustrant un système de traitement de signaux numériques à horloge variable/tension d'alimentation variable suivant la présente invention. On décrira tout d'abord d'une manière générale la présente invention en se référant aux figures 3 à 7. On décrira ensuite l'invention en se référant à des configurations de dispositifs médicaux implantables représentés à titre illustratif sur les Figure 10 is a block diagram of an implantable pacemaker / defibrillator usable to illustrate one or more embodiments of the present invention. FIG. 11 is a block diagram illustrating a system for processing digital signals with variable clock / variable supply voltage according to the present invention. The present invention will be described first of all in general with reference to FIGS. 3 to 7. The invention will then be described with reference to configurations of implantable medical devices represented by way of illustration on the
figures 8 à 11.Figures 8 to 11.
La figure 3 est un schéma synoptique général d'un système d'horloge "juste à temps" 30. Le système d'horloge "juste à temps" 30 comporte un circuit intégré 32 et une source d'horloge 34. Le circuit intégré 32 comprend une pluralité de circuits CI,C2,C3, Cn. Lorsqu'il entre en fonction, chaque circuit est capable d'assumer une ou plusieurs fonctions du circuit. Une fonction est définie comme n'importe quelle opération intervenant sur une ou plusieurs entrées, au cours d'une pluralité de cycles, se traduisant par une sortie. Généralement, les fonctions assumées par les divers circuits Cl -Cn sont exécutées dans un nombre prédéterminé de cycles d'horloge. La source d'horloge 34 peut fonctionner de manière à délivrer des signaux d'horloge à une pluralité de fréquences FIG. 3 is a general block diagram of a "just in time" clock system 30. The "just in time" clock system 30 comprises an integrated circuit 32 and a clock source 34. The integrated circuit 32 comprises a plurality of circuits CI, C2, C3, Cn. When it comes into operation, each circuit is capable of assuming one or more functions of the circuit. A function is defined as any operation intervening on one or more inputs, during a plurality of cycles, resulting in an output. Generally, the functions assumed by the various circuits C1-Cn are executed in a predetermined number of clock cycles. Clock source 34 can operate to provide clock signals at a plurality of frequencies
d'horloge indiquées d'une manière générale par CI 1, C12... Cln. generally indicated by CI 1, C12 ... Cln.
Les circuits C1-Cn du circuit intégré 32 peuvent comporter des circuits à fonction discrète (c'est-à-dire des circuits logiques intervenant sur une ou plusieurs entrées pour assumer une fonction particulière afin de délivrer une ou plusieurs sorties à partir de ces circuits), tels que des circuits opérant sur une entrée en provenance d'un capteur afin de fournir un signal représentatif à un autre circuit fonctionnel, à un circuit émetteur-récepteur, un circuit de conversion etc... En outre, les circuits Cl -Cn peuvent être des circuits de traitement de données capables d'assumer des fonctions multiples sous la commande d'un programme ou bien ces circuits C1-Cn peuvent matérialiser des fonctions/routines du logiciel qui doivent être achevées avant un événement subséquent ou avant le départ de la fonction suivante. Par exemple, ainsi qu'il sera décrit plus loin à propos de formes d'exécution illustratives de dispositifs médicaux implantables, ces circuits peuvent inclure des circuits de traitement de signaux numériques, un circuit utilisé pour une liaison ascendante/descendante de télémétrie, un circuit de détection de R morphologie, un circuit de détection d'arythmie, un circuit de surveillance, un circuit de The circuits C1-Cn of the integrated circuit 32 can comprise circuits with discrete function (that is to say logic circuits intervening on one or more inputs to assume a particular function in order to deliver one or more outputs from these circuits ), such as circuits operating on an input from a sensor in order to provide a representative signal to another functional circuit, to a transmitter-receiver circuit, a conversion circuit, etc. In addition, the circuits Cl - Cn can be data processing circuits capable of assuming multiple functions under the control of a program or else these C1-Cn circuits can materialize software functions / routines which must be completed before a subsequent event or before departure of the next function. For example, as will be described later in connection with illustrative embodiments of implantable medical devices, these circuits may include digital signal processing circuits, a circuit used for telemetry up / down link, a circuit of R morphology detection, an arrhythmia detection circuit, a monitoring circuit, a
stimulation, des microprocesseurs etc.... stimulation, microprocessors etc ....
Les fonctions assumées par chacun des circuits Cl-Cn doivent être typiquement achevées dans une période de temps particulière avant qu'un processus fonctionnel suivant soit amorcé. Par exemple, un circuit logique peut exécuter une fonction dans une période de temps prédéterminée afin de délivrer une sortie exigée par un autre circuit ou bien encore une fonction peut devoir avoir été exécutée par le circuit de traitement pendant une période de temps particulière par suite de la nécessité d'un autre traitement devant être effectué par le circuit de traitement. Par exemple, dans un dispositif médical implantable, un traitement pour achever une fonction particulière peut exiger d'être exécuté dans une portion d'un intervalle de temps particulier tel qu'un intervalle d'aveuglement, un intervalle de fréquence supérieur, un intervalle d'échappement ou un intervalle réfractaire d'un cycle cardiaque ou bien encore pendant un protocole The functions assumed by each of the Cl-Cn circuits must typically be completed within a particular period of time before a subsequent functional process is initiated. For example, a logic circuit may execute a function in a predetermined period of time in order to deliver an output required by another circuit, or else a function may have to have been executed by the processing circuit for a particular period of time as a result of the need for further processing to be performed by the processing circuit. For example, in an implantable medical device, treatment to complete a particular function may require to be performed in a portion of a particular time interval such as a blinding interval, a higher frequency interval, an interval d escape or a refractory interval of a cardiac cycle or even during a protocol
générateur d'impulsions/programmeur. pulse generator / programmer.
La source d'horloge 34 peut être configurée de n'importe quelle façon de manière à délivrer des signaux d'horloge à une pluralité de fréquences. Une telle source d'horloge 34 peut comporter un nombre quelconque de circuits d'horloge dont chacun délivre un signal d'horloge unique à une fréquence particulière, la source d'horloge 34 peut comporter aussi un ou plusieurs circuits d'horloge réglables pour délivrer des signaux d'horloge dans une plage continue de fréquences d'horloge, et/ou la source d'horloge 34 peut comporter un circuit d'horloge qui soit capable de délivrer des signaux d'horloge à des fréquences d'horloge discrètes à la différence d'une plage continue. Par exemple, la source d'horloge 34 peut comporter des oscillateurs, des diviseurs d'horloge, des minuteries, des circuits de commande d'horloge ou d'autres éléments de circuit exigés pour fournir une signalisation d'horloge suivant la présente invention. De préférence, la source d'horloge 34 est configurée sous la forme d'une horloge à basse fréquence The clock source 34 can be configured in any way to output clock signals at a plurality of frequencies. Such a clock source 34 can comprise any number of clock circuits each of which delivers a single clock signal at a particular frequency, the clock source 34 can also comprise one or more adjustable clock circuits for delivering clock signals in a continuous range of clock frequencies, and / or the clock source 34 may include a clock circuit which is capable of supplying clock signals at discrete clock frequencies at the difference from a continuous range. For example, the clock source 34 may include oscillators, clock dividers, timers, clock control circuits or other circuit elements required to provide clock signaling in accordance with the present invention. Preferably, the clock source 34 is configured as a low frequency clock
oscillant continuellement et d'une horloge à haute fréquence à commande marche/arrêt. continuously oscillating and a high frequency clock with on / off control.
Le fonctionnement de l'horloge commandable 'juste à temps" du système d'horloge "juste à temps" 30 de la figure 3 sera maintenant décrit en référence aux figures 4A à 4C. Ainsi qu'il est illustré sur la figure 4A, la période de temps x représente la période de temps au cours de laquelle un circuit, par exemple l'un des circuits Cl-Crin, doit avoir achevé une ou plusieurs fonctions. Cette même période de temps x est représentée sur la figure 4B. La période de temps x peut être égale à un nombre quelconque de différentes périodes de temps. Par exemple, la période de temps peut être la durée pendant laquelle un circuit de traitement doit exécuter une fonction de détection particulière par suite de la nécessité de fournir une sortie de détection à un certain instant, elle peut être une période de temps exigée pour qu'une fonction particulière soit achevée par un certain circuit logique afin de fournir une sortie à un instant approprié à un circuit de traitement de signaux numériques, elle peut être une période de temps pour achever une routine du logiciel etc.... En outre, la période de temps x peut correspondre, The operation of the just-in-time controllable clock of the "just-in-time" clock system 30 of Figure 3 will now be described with reference to Figures 4A to 4C. As illustrated in Figure 4A, the time period x represents the period of time during which a circuit, for example one of the Cl-Crin circuits, must have completed one or more functions. This same time period x is represented in FIG. 4B. time x can be any number of different time periods. For example, the time period can be the length of time that a processing circuit must perform a particular detection function due to the need to provide an output of detection at a certain time, it may be a period of time required for a particular function to be completed by a certain logic circuit in order to provide an output at a suitable time for a detection circuit. digital signal processing, it can be a period of time to complete a routine of the software etc ... In addition, the period of time x can correspond,
par exemple, à un cycle cardiaque ou à une partie de celui-ci. for example, to a heart cycle or part of it.
Ainsi qu'il est illustré sur la figure 4B, suivant le traitement classique, les fonctions du circuit étaient assumées typiquement à une fréquence de cycle de bouffée et de ce fait, la fonction assumée exigeait une période de temps 60. Par conséquent, seul un petit intervalle de temps (c'est-à-dire la période de temps 60) de la totalité de la période de temps x était utilisé pour assumer la ou les fonctions exigeant n cycles du temps pour être achevées. Dans un tel cas, les horloges à bouffée étaient traditionnellement réglées à une fréquence d'horloge notablement élevée, par exemple de 500 à 1000 kHz, pour de telles courtes périodes de temps, afin de tirer partie d'un "facteur de cycle" pour réduire le drain de courant moyen. Cependant, de telles fréquences d'horloge élevées peuvent ne As illustrated in Figure 4B, following conventional processing, circuit functions were typically assumed at a puff cycle frequency and therefore the function assumed required a period of time 60. Therefore, only one small time interval (i.e. time period 60) of the entire time period x was used to perform the function or functions requiring n time cycles to be completed. In such a case, puff clocks were traditionally set to a notably high clock frequency, for example 500 to 1000 kHz, for such short periods of time, in order to take advantage of a "cycle factor" to reduce the average current drain. However, such high clock frequencies may not
pas être exigées pour exécuter de telles fonctions ou toutes les fonctions. not be required to perform such or all functions.
Avec le système d'horloge "juste à temps" suivant la présente invention, ainsi qu'il est illustré sur la figure 4A, pratiquement la totalité de la période de temps x est utilisée pour assumer la ou les fonctions qui sont achevées dans n cycles. Autrement dit, la fréquence d'horloge, par exemple l'une des fréquences Cll-Cln, pour le circuit exécutant la ou les fonctions pendant la période de temps x est réglée de telle façon que la ou les fonctions soient achevées dans le temps maximal qui est disponible pour l'exécution de telles fonctions, c'est-à- dire que la fréquence d'horloge a sa valeur la plus basse possible. Autrement dit, une horloge à basse fréquence est utilisée de telle façon que la ou les fonctions soient exécutées "juste à temps" pour l'exécution de la fonctionnalité de l'autre circuit ou de l'autre routine. Dans ce mode "juste à temps", la fréquence d'horloge utilisée pour commander l'exécution de telles fonctions par le circuit CMOS particulier est abaissée ce qui se traduit par une absorption de puissance réduite de la part du circuit CMOS et en accord avec les calculs de la puissance dynamique, la fréquence plus basse se traduit par une réduction proportionnelle de la puissance absorbée. Avec l'abaissement de la fréquence d'horloge, le circuit intégré 32 incluant les divers circuits C1-Cn peut être conçu de manière à fonctionner à une fréquence plus basse, contrairement à la fréquence de bouffée, et également à diverses autres fréquences With the "just in time" clock system according to the present invention, as illustrated in FIG. 4A, practically the entire time period x is used to assume the function or functions which are completed in n cycles . In other words, the clock frequency, for example one of the frequencies Cll-Cln, for the circuit executing the function (s) during the time period x is adjusted so that the function (s) are completed in the maximum time which is available for the execution of such functions, that is to say that the clock frequency has its lowest possible value. In other words, a low frequency clock is used in such a way that the function or functions are executed "just in time" for the execution of the functionality of the other circuit or of the other routine. In this "just in time" mode, the clock frequency used to control the execution of such functions by the particular CMOS circuit is lowered which results in reduced power absorption by the CMOS circuit and in accordance with dynamic power calculations, the lower frequency results in a proportional reduction in the absorbed power. With the lowering of the clock frequency, the integrated circuit 32 including the various circuits C1-Cn can be designed so as to operate at a lower frequency, unlike the puff frequency, and also at various other frequencies
suivant les besoins.as needed.
De préférence, comme cela est utilisé présentement, l'emploi d'une période de temps pratiquement entièrement prédéterminée, peut se traduire par l'achèvement d'une ou plusieurs fonctions exécutées avant la fin de la période de temps x, ainsi qu'il est représenté par la période de temps restante 55 sur la figure 4A. Cette période de temps Preferably, as is used at present, the use of an almost entirely predetermined period of time may result in the completion of one or more functions executed before the end of the period of time x, as well as is represented by the remaining time period 55 in Figure 4A. This period of time
restante 55 est de préférence voisine de 0 seconde. remaining 55 is preferably close to 0 seconds.
La figure 4C représente un exemple de déroulement dans le temps dans le cas d'un circuit de traitement qui assume des fonctions multiples. Par exemple, le cycle FIG. 4C represents an example of a time course in the case of a processing circuit which assumes multiple functions. For example, the cycle
cardiaque d'un patient est représenté sur la figure 4C comme étant la période de temps x. a patient's heart is shown in Figure 4C as the time period x.
Pendant la période de temps 71, c'est-à-dire pendant un complexe QRS du cycle cardiaque, un traitement à haute vitesse est exécuté à une haute fréquence d'horloge comparativement à une fréquence d'horloge plus basse qui est utilisée pour commander le fonctionnement du circuit de traitement pendant la période de temps y. Pendant cette période de temps y, lorsque le circuit de traitement fonctionne à une fréquence d'horloge plus basse, une telle fréquence d'horloge plus basse peut être réglée de telle façon que les fonctions exécutées pendant z cycles soient pratiquement dans la totalité de la période de temps maximale qui est disponible pour un tel traitement, c'est-à-dire dans la période de temps y. Là encore, une petite période de temps restante 75 de la période de temps x du cycle cardiaque peut exister. Une telle période de temps peut être comprise, par exemple, dans la plage allant d'environ 1,0 milliseconde à environ 10,0 millisecondes lorsque le cycle cardiaque est compris dans la plage allant d'environ 400 millisecondes à environ During time period 71, i.e. during a QRS complex of the heart cycle, high speed processing is performed at a high clock frequency compared to a lower clock frequency which is used to control the operation of the processing circuit during the period of time y. During this period of time y, when the processing circuit operates at a lower clock frequency, such a lower clock frequency can be adjusted in such a way that the functions executed during z cycles are practically in the whole of the maximum period of time which is available for such processing, i.e. in the period of time y. Again, a small remaining period of time 75 of the time period x of the cardiac cycle may exist. Such a period of time may be, for example, in the range of from about 1.0 milliseconds to about 10.0 milliseconds when the heart cycle is in the range of from about 400 milliseconds to about
1200 millisecondes.1200 milliseconds.
La figure 5 est un schéma synoptique général d'un système 100 produisant des tensions d'alimentation multiples dans lequel une ou plusieurs tensions d'alimentation sont disponibles et réglées pour leur application dans divers circuits dans un circuit intégré. Le système 100 délivrant des tensions d'alimentation multiples comporte un circuit intégré 102 et une source de tension d'alimentation 106. Le circuit intégré 102 comporte des circuits CI,C2,C3... Cn. La source de tension d'alimentation 106 peut fonctionner pour délivrer une pluralité de tensions d'alimentation V1,V2... Vn. Chaque tension d'alimentation provenant de la source de tension d'alimentation 106 est ajustée pour être appliquée ou à un ou plusieurs circuits parmi les circuits C1-Cn. Ainsi qu'il est illustré, la tension d'alimentation VI est appliquée au circuit C1, la tension d'alimentation FIG. 5 is a general block diagram of a system 100 producing multiple supply voltages in which one or more supply voltages are available and regulated for their application in various circuits in an integrated circuit. The system 100 delivering multiple supply voltages comprises an integrated circuit 102 and a supply voltage source 106. The integrated circuit 102 comprises circuits CI, C2, C3 ... Cn. The supply voltage source 106 can operate to deliver a plurality of supply voltages V1, V2 ... Vn. Each supply voltage from the supply voltage source 106 is adjusted to be applied to one or more of the circuits C1-Cn. As illustrated, the supply voltage VI is applied to the circuit C1, the supply voltage
V2 est appliquée aux circuits C2 et C3 etc... V2 is applied to circuits C2 and C3 etc ...
Le réglage des tensions d'alimentation V1-Vn appliquées aux circuits particuliers Cl1-Cn, dépend de la fréquence à laquelle les circuits C - Cn doivent fonctionner. Par exemple et comme il a été décrit précédemment, le retard logique de tels circuits C1-Cn du type CMOS augmente fortement lorsque la tension d'alimentation est réduite à près de 1 volt. Si un tel retard logique est tolérable, la tension d'alimentation appliquée à un circuit particulier réduit notablement l'absorption de puissance de ce circuit particulier étant donné que l'absorption d'énergie est réduite proportionnellement au carré de la tension d'alimentation VDD. Cependant, si un tel retard logique n'est pas tolérable, par exemple si le circuit logique assume une fonction qui doit être achevée dans une période de temps particulière, la réduction de la tension d'alimentation VDD The setting of the supply voltages V1-Vn applied to the particular circuits Cl1-Cn, depends on the frequency at which the circuits C - Cn must operate. For example and as described above, the logic delay of such CMOS type C1-Cn circuits increases sharply when the supply voltage is reduced to almost 1 volt. If such a logic delay is tolerable, the supply voltage applied to a particular circuit notably reduces the power absorption of this particular circuit since the energy absorption is reduced in proportion to the square of the supply voltage VDD . However, if such a logic delay is not tolerable, for example if the logic circuit assumes a function which must be completed in a particular period of time, the reduction of the supply voltage VDD
appliquée à un tel circuit sera limitée en fonction du retard logique acceptable. applied to such a circuit will be limited according to the acceptable logical delay.
Cependant, la tension d'alimentation VDD pour un circuit particulier quelconque peut être réduite à une valeur aussi faible que possible tout en satisfaisant cependant aux exigences However, the supply voltage VDD for any particular circuit can be reduced to as low a value as possible while still meeting the requirements
en matière de vitesse.in terms of speed.
Le circuit intégré 102 peut comporter divers circuits Cl -Cn comme ceux décrits en référence à la figure 3. La source de tension d'alimentation 106 peut être réalisée en utilisant une variété de composants et elle peut comporter un nombre quelconque de sources de tension parmi lesquelles chacune délivre un niveau de tension d'alimentation unique, elle peut comporter une ou plusieurs sources de tension réglages pour délivrer des niveaux de tension d'alimentation dans une plage continue de niveaux et/ou elle peut inclure une source de tension qui peut fonctionner de manière à délivrer des niveaux de tension d'alimentation discrets au lieu de niveaux dans une plage continue. La source de tension d'alimentation 106 peut comporter un diviseur de tension, un régulateur de tension, une pompe de charge ou n'importe quels autres éléments pour délivrer les tensions d'alimentation V1-Vn. De préférence, la source de tension d'alimentation 106 est The integrated circuit 102 can include various circuits C1-C like those described with reference to FIG. 3. The supply voltage source 106 can be produced using a variety of components and it can include any number of voltage sources among each of which provides a single supply voltage level, it may include one or more voltage sources set to deliver supply voltage levels in a continuous range of levels and / or it may include a voltage source that can operate so as to deliver discrete supply voltage levels instead of levels in a continuous range. The supply voltage source 106 may comprise a voltage divider, a voltage regulator, a charge pump or any other element for supplying the supply voltages V1-Vn. Preferably, the supply voltage source 106 is
configurée en tant que pompe de charge. configured as a charge pump.
Traditionnellement, la tension d'alimentation VDD est comprise généralement dans la plage allant d'environ 3 volts à environ 6 volts. De préférence, suivant la présente invention, les tensions d'alimentation V1-Vn sont comprises dans la plage allant d'environ Traditionally, the supply voltage VDD is generally in the range from about 3 volts to about 6 volts. Preferably, according to the present invention, the supply voltages V1-Vn are in the range from approximately
1 volt à environ 3 volts suivant la technologie CMOS utilisée. Par suite de la réduction de la tension d'alimentation VDD, la tension de 1 volt to around 3 volts depending on the CMOS technology used. As a result of the reduction in the supply voltage VDD, the supply voltage
seuil VT pour les circuits est également réduite. Par exemple, avec des tensions d'alimentation comprises dans la plage allant d'environ 3 volts à environ 6 volts, la tension de seuil pour des dispositifs CMOS est généralement comprise dans la plage allant d'environ 0,8 volt à environ 1,0 volt. De préférence on utilise, dans des dispositifs médicaux implantables, des piles au lithium en tant que batteries implantables. De telles piles au lithium ont généralement une tension comprise dans la plage allant d'environ 2,8 volts à environ 3,3 volts et généralement le circuit CMOS a une tension de seuil associée d'environ 0,75 volt. Par une réduction des tensions d'alimentation en dessous de 2,8 volts, les tensions de seuil pour les dispositifs CMOS peuvent être diminuées au point d'être comprises dans la plage allant d'environ 0,2 volt à environ 0,3 volt. Il y a couramment différents types de logique à ultrabasse puissance fonctionnant avec une tension d'alimentation aussi basse qu'à environ 1,1 volt, tels que les types de logique pour des microprocesseurs et des VT threshold for circuits is also reduced. For example, with supply voltages in the range from about 3 volts to about 6 volts, the threshold voltage for CMOS devices is generally in the range from about 0.8 volts to about 1, 0 volts. Preferably, in implantable medical devices, lithium batteries are used as implantable batteries. Such lithium batteries generally have a voltage in the range from about 2.8 volts to about 3.3 volts and generally the CMOS circuit has an associated threshold voltage of about 0.75 volts. By reducing supply voltages below 2.8 volts, the threshold voltages for CMOS devices can be reduced to the point of being in the range of about 0.2 volts to about 0.3 volts . There are commonly different types of ultra-low power logic operating at a supply voltage as low as about 1.1 volts, such as the types of logic for microprocessors and
types de produits portables. Grâce à l'utilisation des tensions d'alimentation adaptées V1- types of portable products. Through the use of suitable supply voltages V1-
Vn, des types de logique à basse puissance ou à ultrabasse puissance peuvent être utilisés pour au moins certains des divers circuits Cl -Cn du circuit intégré 102. D'autres circuits peuvent exiger des tensions d'alimentation plus élevées. Par suite de l'utilisation de niveaux de seuil plus bas dus à des tensions d'alimentation plus basses, les pertes d'absorption de puissance statique augmentent d'une manière indésirable de plusieurs Vn, types of low power or ultra low power logic can be used for at least some of the various Cl -Cn circuits of integrated circuit 102. Other circuits may require higher supply voltages. As a result of the use of lower threshold levels due to lower supply voltages, the losses of static power absorption undesirably increase by several
ordres de grandeur.orders of magnitude.
Par conséquent le système 100 délivrant des tensions d'alimentation multiples peut comporter en outre optionnellement une source de polarisation d'électrodes de commande arrière 130 pour délivrer des tensions de polarisation BV1-BVn aux circuits Consequently, the system 100 delivering multiple supply voltages may optionally further comprise a source of bias of rear control electrodes 130 for delivering bias voltages BV1-BVn to the circuits.
C1-Cn du circuit intégré 102. D'une manière générale, les tensions de polarisation BV1- C1-Cn of the integrated circuit 102. In general, the bias voltages BV1-
BVn de l'électrode de commande arrière dépendent de la tension d'alimentation V1-Vn appliquée aux circuits C1-Cn afin d'ajuster les tensions de seuil pour les dispositifs des circuits C1-Cn. Par exemple, la tension de seuil VT pour les dispositifs CMOS du circuit peut être établie à une valeur plus basse en prévoyant une tension de polarisation de l'électrode de commande arrière aux circuits particuliers auxquels est appliquée la tension d'alimentation plus basse. En outre, par exemple, si le circuit C1 est alimenté avec une tension d'alimentation plus basse VI, une tension de polarisation BV1 de l'électrode de commande arrière peut être appliquée optionnellement au circuit C1 afin d'ajuster la tension de seuil VT pour les dispositifs CMOS à une valeur de tension de seuil VT plus élevée. De cette façon, les pertes du courant de fuite statique peuvent être réduites au minimum parce que la tension de seuil plus élevée équivalente a été rétablie. En outre, une plage plus étendue de tensions d'alimentation est possible parce que le réglage de l'électrode de commande arrière permet une adaptation du seuil autorisant un fonctionnement à une vitesse haute/basse et éliminant la fuite du drain de courant statique. La tension de polarisation de l'électrode de commande arrière peut être fournie, par exemple, par une source de tension fixe (c'est-à-dire une pompe de charge) connectée à l'électrode arrière par un contact. Suivant une variante, on peut utiliser un schéma à polarisation du corps active dans lequel la source de tension est sélectionnable BVn of the rear control electrode depend on the supply voltage V1-Vn applied to the circuits C1-Cn in order to adjust the threshold voltages for the devices of the circuits C1-Cn. For example, the threshold voltage VT for the CMOS devices of the circuit can be set to a lower value by providing a bias voltage from the rear control electrode to the particular circuits to which the lower supply voltage is applied. In addition, for example, if circuit C1 is supplied with a lower supply voltage VI, a bias voltage BV1 of the rear control electrode can be optionally applied to circuit C1 in order to adjust the threshold voltage VT for CMOS devices at a higher threshold voltage value VT. In this way, the static leakage current losses can be minimized because the equivalent higher threshold voltage has been restored. In addition, a wider range of supply voltages is possible because the adjustment of the rear control electrode allows adjustment of the threshold allowing operation at high / low speed and eliminating leakage from the static current drain. The bias voltage of the rear control electrode can be supplied, for example, by a fixed voltage source (i.e. a charge pump) connected to the rear electrode by a contact. According to a variant, it is possible to use a diagram with polarization of the active body in which the voltage source is selectable
ou ajustable dans une plage appropriée. or adjustable within an appropriate range.
Les tensions de l'électrode arrière peuvent être appliquées d'une manière connue quelconque. Par exemple, l'application des tensions de polarisation de l'électrode arrière est décrite notamment dans les brevets US N 4 791 318, N 4 460 835, N05 610 083 et The rear electrode voltages can be applied in any known manner. For example, the application of the bias voltages of the rear electrode is described in particular in US patents N 4,791,318, N 4,460,835, N05,610,083 and
N 5 185 535.N 5,185,535.
La figure 6 est un schéma synoptique général d'un système 150 à tension d'alimentation variable/horloge variable. Le système 150 comporte un circuit intégré 152, une source d'horloge 156, une source de tension d'alimentation 154 et une interface d'horloge/tension d'alimentation 155. La source de tension d'alimentation 154 peut fonctionner pour délivrer une pluralité de tensions d'alimentation V1,V2... Vn à une pluralité de circuits C1,C2,C3... Cn. En outre, la source d'horloge 156 du système 150 peut fonctionner pour délivrer des signaux d'horloge à une pluralité de fréquences ClI, C12... Cln. Les circuits CI1-Cn sont semblables à ceux décrits en référence à la figure 3, la source d'horloge 156 est semblable à la source d'horloge 34 telle que décrite en référence à la figure 3 et la source de tension d'alimentation 154 est semblable à la source de tension d'alimentation 106 telle que décrite en référence à la figure 5. Cependant, dans le système 150 à tension d'alimentation variable/horloge variable, une interface horloge/tension 155 est utilisée pour ajuster "au vol" les tensions d'alimentation V1-Vn appliquées aux circuits C1-Cn ainsi qu'il était exigé par des fonctions de synchronisation FIG. 6 is a general block diagram of a system 150 with variable supply voltage / variable clock. The system 150 comprises an integrated circuit 152, a clock source 156, a supply voltage source 154 and a clock / supply voltage interface 155. The supply voltage source 154 can operate to deliver a plurality of supply voltages V1, V2 ... Vn to a plurality of circuits C1, C2, C3 ... Cn. In addition, the clock source 156 of the system 150 can operate to output clock signals to a plurality of frequencies ClI, C12 ... Cln. The circuits CI1-Cn are similar to those described with reference to FIG. 3, the clock source 156 is similar to the clock source 34 as described with reference to FIG. 3 and the supply voltage source 154 is similar to the supply voltage source 106 as described with reference to FIG. 5. However, in the system 150 with variable supply voltage / variable clock, a clock / voltage interface 155 is used to adjust "to the flight "the supply voltages V1-Vn applied to circuits C1-Cn as required by synchronization functions
spécifiques exigées par les circuits C1-Cn. specific requirements for C1-Cn circuits.
A titre d'exemple le circuit C1 peut être un circuit logique particulier devant exécuter une ou plusieurs fonctions particulières. Cependant ces fonctions peuvent devoir être exécutées dans une première période de temps à une première fréquence d'horloge et pendant une seconde période de temps différente à une seconde fréquence d'horloge, pour assumer cette fonction dans le temps alloué et première et seconde périodes de temps respectives. Autrement dit, une période de temps est plus courte que l'autre et de ce fait les fonctions qui exigent une exécution sur un certain nombre de cycles doivent être exécutées à une fréquence d'horloge plus élevée si elles doivent être By way of example, the circuit C1 can be a particular logic circuit which must execute one or more particular functions. However, these functions may have to be executed in a first period of time at a first clock frequency and for a second different period of time at a second clock frequency, to assume this function in the allocated time and first and second periods of respective times. In other words, one period of time is shorter than the other and therefore functions which require execution over a certain number of cycles must be executed at a higher clock frequency if they are to be
achevées dans une période de temps qui est plus courte qu'une autre période de temps. completed in a period of time which is shorter than another period of time.
Dans un tel exemple, suivant la présente invention, l'interface horloge/tension 155 détecte le signal d'horloge appliqué au circuit C1 pendant la première période de temps au cours de laquelle le signal d'horloge de fréquence plus élevée est utilisé et par conséquent il fournit à la source de tension d'alimentation 154 un signal destiné à sélectionner et à appliquer une certaine tension d'alimentation correspondant à la fréquence d'horloge plus élevée. Après cela, lorsque la fréquence d'horloge plus basse est appliquée au circuit CI pendant la seconde période de temps, l'interface horloge/tension détecte l'utilisation de la fréquence d'horloge plus basse et applique un signal à la source de tension d'alimentation 154 pour appliquer une certaine tension d'alimentation correspondant à la fréquence d'horloge plus basse, en vue de son application au circuit Ci. Par ailleurs, le circuit C2 peut être par exemple un processeur CMOS qui peut avoir aussi une fréquence d'horloge et des réglages de la tension d'alimentation In such an example, according to the present invention, the clock / voltage interface 155 detects the clock signal applied to the circuit C1 during the first period of time during which the higher frequency clock signal is used and by Consequently, it supplies the supply voltage source 154 with a signal intended to select and apply a certain supply voltage corresponding to the higher clock frequency. After that, when the lower clock frequency is applied to the IC circuit during the second period of time, the clock / voltage interface detects the use of the lower clock frequency and applies a signal to the voltage source. supply 154 to apply a certain supply voltage corresponding to the lower clock frequency, with a view to its application to the circuit Ci. Furthermore, the circuit C2 may for example be a CMOS processor which may also have a frequency clock and supply voltage settings
correspondante effectués "au vol". Un tel système apparaîtra clairement de la description correspondent performed "on the fly". Such a system will become clear from the description
qui va suivre faite en référence à la figure 7. which will follow made with reference to FIG. 7.
La figure 7 est un schéma synoptique général d'un système de traitement 200 commandé par une horloge suivant la présente invention. Le système de traitement 200 commandé par une horloge comprend un processeur 202 (par exemple un microprocesseur CMOS ou un processeur de signaux numériques CMOS), une source d'horloge 204, une source de tension d'alimentation 206, un régulateur de tension 212, une interface de régulateur 210, une commande d'horloge 208 et une source optionnelle 214 de tension de polarisation de l'électrode de commande arrière. De la même façon qu'il a été décrit en référence à la figure 6, la tension d'alimentation appliquée par la source 206 au processeur 202 est modifiée "en vol" comme cela est exigé par les FIG. 7 is a general block diagram of a processing system 200 controlled by a clock according to the present invention. The processing system 200 controlled by a clock comprises a processor 202 (for example a CMOS microprocessor or a CMOS digital signal processor), a clock source 204, a supply voltage source 206, a voltage regulator 212, a regulator interface 210, a clock control 208 and an optional source 214 for bias voltage of the rear control electrode. In the same way as has been described with reference to FIG. 6, the supply voltage applied by the source 206 to the processor 202 is modified "in flight" as required by the
exigences de synchronisation spécifiques du circuit. specific circuit synchronization requirements.
D'une manière générale, le processeur 202 fonctionne sous la commande de la source d'horloge 204. En fonction de la capacité de traitement requise, la source d'horloge 204 peut faire fonctionner le processeur 202 à l'une quelconque de plusieurs fréquences d'horloge. Ces fréquences d'horloge sont sélectionnées par la commande d'horloge 208. La commande d'horloge 208 peut être une partie d'un quelconque matériel de synchronisation et de commande et/ou d'un quelconque logiciel de synchronisation et de commande utilisé pour commander le fonctionnement du processeur 202 en tant que partie d'un système plus grand. Par exemple, une telle commande d'horloge peut prendre la forme d'un circuit numérique de contrôleur/minuterie pour exécuter une commande de Generally, processor 202 operates under the control of clock source 204. Depending on the processing capacity required, clock source 204 can operate processor 202 at any of several frequencies clock. These clock frequencies are selected by the clock control 208. The clock control 208 may be part of any synchronization and control hardware and / or any synchronization and control software used for controlling the operation of processor 202 as part of a larger system. For example, such a clock command may take the form of a digital controller / timer circuit to execute a clock command.
synchronisation d'un dispositif médical implantable. synchronization of an implantable medical device.
Le processeur 202 peut exécuter un nombre quelconque de fonctions appropriées pour le dispositif dans lequel il est utilisé, Des capacités de traitement à haute fréquence (c'est-à-dire d'environ 250 kHz à environ 10 MIz), les capacités de traitement à basse fréquence (c'est-à- dire d'environ 1 Hz à environ 32kHz) et des capacités de traitement à des fréquences comprises entre ces limites sont à envisager suivant la présente invention. Dans un but de simplification, le fonctionnement du système de traitement 200 commandé par une horloge sera décrit dans le cas d'un processeur 202 exécutant seulement deux fonctions différentes, chacune d'elles pendant une période de temps respective prédéterminée. Par exemple, en ce qui concerne un dispositif médical implantable tel qu'un stimulateur cardiaque, pendant la première période de temps, une fonction de traitement à haut niveau exigeant une fréquence d'horloge relativement élevée peut inclure une fonction telle qu'une télémétrie à liaison ascendante/descendante, une détection de morphologie, une initialisation, une détection d'arythmie, une détection d'onde R en champ éloigné, une détection d'interférence électromagnétique, une conduction rétrograde, etc.... Par ailleurs, des fonctions de traitement à basse fréquence peuvent inclure une fonction telle que la détection de battements intrinsèques, la stimulation, la télémétrie à basse vitesse, le transfert Processor 202 can perform any number of functions appropriate for the device in which it is used, High frequency processing capabilities (i.e., approximately 250 kHz to approximately 10 MIz), processing capabilities at low frequency (that is to say from approximately 1 Hz to approximately 32 kHz) and processing capacities at frequencies between these limits are to be envisaged according to the present invention. For the sake of simplification, the operation of the processing system 200 controlled by a clock will be described in the case of a processor 202 performing only two different functions, each of them for a respective predetermined period of time. For example, with respect to an implantable medical device such as a pacemaker, during the first period of time, a high-level processing function requiring a relatively high clock frequency may include a function such as telemetry to ascending / descending link, morphology detection, initialization, arrhythmia detection, R wave detection in far field, electromagnetic interference detection, retrograde conduction, etc. In addition, functions low frequency processing may include a function such as intrinsic beat detection, stimulation, low speed telemetry, transfer
transtéléphonique de données, la surveillance à distance, le contrôle de la batterie, etc... data telephone, remote monitoring, battery control, etc.
Lorsque le processeur 202 doit exécuter, pendant une période de temps prédéterminée, des fonctions de traitement à haute fréquence, une fréquence d'horloge relativement élevée, allant par exemple de 250 kHz à 10 MHz, peut être fournie par la source d'horloge 204 pour le fonctionnement du processeur 202. Le régulateur d'interface 210 détecte la fréquence d'horloge plus élevée appliquée au processeur 202 pour son fonctionnement pendant la fonction de traitement à haute fréquence et il applique un signal de commande au régulateur de tension 212 pour assurer la régulation de la source de tension d'alimentation 206. La source de tension d'alimentation 206 peut fonctionner sous la commande du régulateur de tension 212 de manière à délivrer une tension d'alimentation dans une plage prédéterminée qui va de préférence d'environ 1,1 volt à environ 3 volts. Lorsqu'une fréquence d'horloge élevée est utilisée pour le fonctionnement du processeur 202, pour les fonctions de traitement à haute fréquence, la source de tension d'alimentation 206 applique d'une manière générale une tension d'alimentation, comprise dans la plage supérieure des tensions d'alimentation préférées, When the processor 202 is to execute, for a predetermined period of time, high-frequency processing functions, a relatively high clock frequency, ranging for example from 250 kHz to 10 MHz, can be supplied by the clock source 204 for the operation of the processor 202. The interface regulator 210 detects the higher clock frequency applied to the processor 202 for its operation during the high-frequency processing function and it applies a control signal to the voltage regulator 212 to ensure regulating the supply voltage source 206. The supply voltage source 206 can operate under the control of the voltage regulator 212 so as to deliver a supply voltage within a predetermined range which preferably ranges from about 1.1 volts to approximately 3 volts. When a high clock frequency is used for the operation of the processor 202, for the high frequency processing functions, the supply voltage source 206 generally applies a supply voltage, included in the range higher of the preferred supply voltages,
aux dispositifs CMOS du processeur 202. CMOS devices of processor 202.
Par ailleurs, lorsque le processeur 202 doit exécuter des fonctions de traitement à basse fréquence pendant les périodes de temps prédéterminées, la commande d'horloge 208 signale à la source d'horloge 204 d'avoir à appliquer une fréquence plus basse pour le fonctionnement du processeur 202. Ce faisant, l'interface du régulateur 210 détecte que la fréquence plus basse est en train d'être utilisée pour le fonctionnement du processeur 202 et il délivre un signal de commande au régulateur de tension 212 afin de régler la source de tension d'alimentation 206 de telle façon qu'une tension d'alimentation plus basse, se trouvant dans la partie extrême inférieure de la plage préférée des tensions Furthermore, when the processor 202 must execute processing functions at low frequency during the predetermined periods of time, the clock command 208 signals to the clock source 204 to have to apply a lower frequency for the operation of the processor 202. In doing so, the regulator interface 210 detects that the lower frequency is being used for the operation of processor 202 and it issues a control signal to the voltage regulator 212 in order to adjust the voltage source. supply 206 so that a lower supply voltage, located at the lower end of the preferred range of voltages
d'alimentation, soit appliquée aux dispositifs CMOS du processeur 202. applied to the CMOS devices of processor 202.
L'homme du métier comprendra que n'importe quelle capacité de traitement à une fréquence intermédiaire peut être obtenue entre les capacités de traitement à haute fréquence et à basse fréquence décrites ci- dessus et que la présente invention n'est en aucune façon limitée au traitement de seulement deux fréquences d'horloge et à seulement deux tensions d'alimentation correspondantes. Au contraire, des niveaux multiples de capacités de traitement peuvent être obtenus, suivant la présente invention, avec les fréquences d'horloge associées et les tensions d'alimentation correspondantes Those skilled in the art will understand that any processing capacity at an intermediate frequency can be obtained between the high frequency and low frequency processing capacities described above and that the present invention is in no way limited to the processing of only two clock frequencies and only two corresponding supply voltages. On the contrary, multiple levels of processing capacities can be obtained, according to the present invention, with the associated clock frequencies and the corresponding supply voltages.
appliquées au processeur 202.applied to processor 202.
La figure 4C illustre le fonctionnement d'une forme d'exécution du système de traitement 200 commandé par une horloge. Ainsi qu'il est illustré sur cette figure, pendant la totalité du cycle cardiaque s'étendant sur la période de temps prédéterminée x, une haute fréquence est utilisée pour commander le fonctionnement du processeur 202 pendant la période de temps 71 de la période de temps x du cycle cardiaque, par exemple pendant le traitement du complexe QRS. Après cela, une fréquence d'horloge plus basse est utilisée pendant la période de temps y pour la commande du fonctionnement du processeur 202, pour l'exécution d'autres fonctions quelconques parmi un certain nombre d'autres fonctions différentes, telles que des fonctions de différenciation entre événements cardiaques et interférences électromagnétiques. Pendant le fonctionnement du processeur 202 à la fréquence d'horloge plus élevée, pendant la période de temps 71, une tension d'alimentation plus élevée, provenant de la source de tension d'alimentation 206, est appliquée aux dispositifs CMOS du processeur 202. De la même façon, pendant le fonctionnement du processeur 202 à la fréquence d'horloge relativement plus basse, une tension d'alimentation plus basse, provenant de la source de tension d'alimentation 206, est appliquée aux dispositifs CMOS du processeur 202, pendant la période de temps FIG. 4C illustrates the operation of an embodiment of the processing system 200 controlled by a clock. As illustrated in this figure, during the entire heart cycle spanning the predetermined time period x, a high frequency is used to control the operation of the processor 202 during the time period 71 of the time period x of the cardiac cycle, for example during the treatment of the QRS complex. After that, a lower clock frequency is used during the time period y for controlling the operation of the processor 202, for performing any other functions among a number of other different functions, such as functions of differentiation between cardiac events and electromagnetic interference. During the operation of the processor 202 at the higher clock frequency, during the time period 71, a higher supply voltage, coming from the supply voltage source 206, is applied to the CMOS devices of the processor 202. Likewise, during operation of processor 202 at the relatively lower clock frequency, a lower supply voltage from the supply voltage source 206 is applied to the CMOS devices of processor 202 during the time period
y faisant partie de la période de temps x du cycle cardiaque global. being part of the time period x of the global cardiac cycle.
En outre, ainsi qu'il est illustré sur la figure 7, une source optionnelle 214 de tension de polarisation de l'électrode de commande arrière peut être utilisée pour ajuster dynamiquement le seuil de tension VT des dispositifs CMOS du processeur 202 en fonction de la fréquence d'horloge appliquée au processeur 202 par la source d'horloge 204. L'interface de régulateur 210 détecte la fréquence d'horloge utilisée pour commander le fonctionnement du processeur 202 et il commande le niveau de tension de la source 214 de tension de polarisation de l'électrode de commande arrière devant être appliqué aux dispositifs CMOS du processeur 202. L'ajustement dynamique de la tension de seuil peut être réalisé sous la forme d'une source de tension réglable ou sélectionnable utilisant par exemple une pompe de charge et un régulateur. La tension de polarisation de l'électrode de commande arrière et la tension de l'électrode de commande "normale" fournissent une polarisation ou tension d'électrode de commande au transistor. En ajustant la tension de l'électrode de commande arrière, la tension "apparente" est Furthermore, as illustrated in FIG. 7, an optional source 214 of bias voltage for the rear control electrode can be used to dynamically adjust the voltage threshold VT of the CMOS devices of processor 202 according to the clock frequency applied to processor 202 by clock source 204. The regulator interface 210 detects the clock frequency used to control the operation of processor 202 and controls the voltage level of the voltage source 214 of polarization of the rear control electrode to be applied to the CMOS devices of processor 202. The dynamic adjustment of the threshold voltage can be carried out in the form of an adjustable or selectable voltage source using for example a charge pump and a regulator. The bias voltage of the rear control electrode and the voltage of the "normal" control electrode provide bias or control electrode voltage to the transistor. By adjusting the voltage of the rear control electrode, the "apparent" voltage is
augmentée ce qui se traduit par une réduction corrélative du courant de fuite. increased which results in a corresponding reduction in leakage current.
La figure 8 est un schéma simplifié d'un dispositif médical implantable 260 pour lequel la présente invention est utilisable. Le dispositif implantable 260 est implanté dans un corps 250 à proximité d'un coeur humain 264. Le dispositif médical implanté est connecté au coeur par des conducteurs 262. Dans le cas o le dispositif 260 est un stimulateur cardiaque, les conducteurs 262 sont des conducteurs de stimulation et de détection assurant la détection de signaux électriques résultant de la dépolarisation et de la repolarisation du coeur 264 et ils fournissent des impulsions de stimulation au voisinage de leurs extrémités distales. Le dispositif médical implantable 260 peut être n'importe quel stimulateur cardiaque implantable tel que ceux décrits dans les brevets US N 05 158 078 et N05 144 949. Le dispositif médical implantable 260 peut être aussi un stimulateur/défibrillateur (PCD) correspondant à l'un quelconque des divers appareils FIG. 8 is a simplified diagram of an implantable medical device 260 for which the present invention can be used. The implantable device 260 is implanted in a body 250 near a human heart 264. The implanted medical device is connected to the heart by conductors 262. In the case where the device 260 is a pacemaker, the conductors 262 are conductors of stimulation and detection ensuring the detection of electrical signals resulting from the depolarization and repolarization of the heart 264 and they supply stimulation pulses in the vicinity of their distal ends. The implantable medical device 260 can be any implantable pacemaker such as those described in US patents N 05 158 078 and N05 144 949. The implantable medical device 260 can also be a pacemaker / defibrillator (PCD) corresponding to the any of the various devices
implantables PCD disponibles dans le commerce, dont l'un est décrit sommairement commercially available PCD implantable devices, one of which is briefly described
présentement en référence à la figure 10 et est décrit en détails dans le brevet US N 5 447 519. En plus de l'appareil PCD décrit dans le brevet US N 5 447 519, la présente invention peut être mise en oeuvre conjointement avec des appareils PCD tels que ceux décrits dans les brevets US N 5 545 186, N 5 354 316, N 5 314 430, N05 131 388 et N 4 821 723. Ces appareils peuvent être employés en utilisant la présente invention en ce que de tels appareils peuvent employer ou être modifiés avec des circuits et/ou des presently with reference to FIG. 10 and is described in detail in US Patent No. 5,447,519. In addition to the PCD apparatus described in US Patent No. 5,447,519, the present invention can be implemented in conjunction with apparatuses PCDs such as those described in US Patents N 5,545,186, N 5,354,316, N 5,314,430, N05 131,388 and N 4,821,723. These devices can be employed using the present invention in that such devices can use or be modified with circuits and / or
systèmes suivant la présente invention. systems according to the present invention.
Le dispositif médical implantable 260 peut être aussi un stimulateur nerveux ou un stimulateur musculaire implantable tel que ceux décrits dans les brevets US N 5 199 428, N05 207 218 et N 5 330 507, ou bien encore un dispositif de surveillance implantable tel que celui décrit dans le brevet US N 5 331 966. La présente invention peut trouver un large domaine d'applications pour n'importe quelle forme de dispositif électrique qui utilise un type de circuit CMOS et elle est particulièrement avantageuse lorsqu'une faible puissance est désirée, plus particulièrement dans des dispositifs The implantable medical device 260 can also be a nerve stimulator or an implantable muscle stimulator such as those described in US patents N 5 199 428, N05 207 218 and N 5 330 507, or even an implantable monitoring device such as that described in US Patent No. 5,331,966. The present invention can find a wide field of applications for any form of electrical device which uses one type of CMOS circuit and is particularly advantageous when low power is desired, more especially in devices
médicaux implantables.implantable medical devices.
En général, le dispositif médical implantable 260 comporte une enveloppe scellée hermétiquement qui inclut une pile électrochimique telle qu'une pile au lithium, un In general, the implantable medical device 260 includes a hermetically sealed envelope which includes an electrochemical cell such as a lithium battery, a
circuit CMOS qui commande le fonctionnement du dispositif, et une antenne émettrice- CMOS circuit which controls the operation of the device, and a transmitting antenna-
réceptrice de télémétrie et un circuit qui reçoit des commandes de télémétrie à liaison descendante et qui émet des données stockées dans une liaison de télémétrie ascendante vers un programmeur externe. Le circuit peut être réalisé sous la forme d'une logique discrète et/ou il peut comporter un système basé sur un micro-ordinateur avec une telemetry receiver and a circuit that receives downlink telemetry commands and that transmits data stored in an uplink telemetry link to an external programmer. The circuit can be realized in the form of discrete logic and / or it can comprise a system based on a microcomputer with a
conversion analogique/numérique.analog / digital conversion.
Il doit être entendu que la portée de la présente invention n'est pas limitée à des particularités électroniques et à des opérations particulières de dispositifs médicaux implantables particuliers et qu'elle peut être utilisée conjointement avec divers dispositifs implantables. En outre, la présente invention n'est pas limitée à des dispositifs médicaux implantables incluant uniquement un seul processeur mais qu'elle peut s'appliquer aussi It should be understood that the scope of the present invention is not limited to electronic particularities and particular operations of particular implantable medical devices and that it can be used in conjunction with various implantable devices. Furthermore, the present invention is not limited to implantable medical devices including only a single processor but that it can also be applied.
bien à des dispositifs comportant des processeurs multiples. well to devices with multiple processors.
La figure 9 est un schéma synoptique illustrant les composants d'un stimulateur cardiaque 300 suivant une forme d'exécution de la présente invention. Le stimulateur cardiaque 300 a une architecture basée sur un microprocesseur. Cependant, le stimulateur cardiaque 300 représenté à titre illustratif sur la figure 9 est seulement un exemple de tels dispositifs et on comprendra qu'il peut être réalisé avec une architecture de circuit intégré, à base logique, si on le désire, comme n'importe quel système basé sur Figure 9 is a block diagram illustrating the components of a pacemaker 300 according to an embodiment of the present invention. The pacemaker 300 has an architecture based on a microprocessor. However, the pacemaker 300 shown by way of illustration in FIG. 9 is only an example of such devices and it will be understood that it can be produced with an integrated circuit architecture, based on logic, if desired, as any which system based on
un microprocesseur.a microprocessor.
Dans la forme d'exécution donnée à titre d'exemple et représentée sur la figure 9, le stimulateur cardiaque 300 est de préférence programmable au moyen d'une unité de programmation externe (non représentée sur les figures). Un tel programmeur convenant pour les buts visés par la présente invention est le programmeur connu sous le nom de Medtronic Model 9790 disponible dans le commerce. Le programmeur est un dispositif basé sur un microprocesseur qui fournit une série de signaux codés au stimulateur cardiaque 300 au moyen d'une tête de programmation qui émet des signaux codés à radiofréquence vers l'antenne 334 du stimulateur cardiaque 300 en accord avec un système de télémétrie tel que celui décrit dans le brevet US N 5 127 404. On comprendra cependant que l'on peut employer n'importe quelle méthodologie de programmation pour autant que l'information désirée soit transmise vers le stimulateur In the embodiment given by way of example and shown in FIG. 9, the pacemaker 300 is preferably programmable by means of an external programming unit (not shown in the figures). One such programmer suitable for the purposes of the present invention is the programmer known as the Medtronic Model 9790 commercially available. The programmer is a device based on a microprocessor which supplies a series of coded signals to the pacemaker 300 by means of a programming head which transmits coded radio frequency signals to the antenna 334 of the pacemaker 300 in accordance with a system of telemetry such as that described in US Pat. No. 5,127,404. It will however be understood that any programming methodology can be used provided that the desired information is transmitted to the stimulator
cardiaque et à partir de celui-ci.heart and from it.
Le stimulateur cardiaque 300 qui est représenté sur la figure 9, est couplé électriquement au coeur 264 du patient par des conducteurs 302. Le conducteur 302a, comportant une électrode 306, est relié à un noeud 310 dans le circuit du stimulateur cardiaque 300, par l'intermédiaire d'un condensateur d'entrée 308. Le conducteur 302b est relié à un circuit de pression 354 d'un circuit d'entrée/sortie 312, afin de fournir au circuit 354 un signal de pression provenant d'un capteur 309. Le signal de pression est utilisé pour déterminer les exigences métaboliques et/ou une sortie cardiaque d'un patient. En outre, un capteur d'activité 351, tel qu'un accéléromètre en piézocérarmique, fournit une sortie de capteur à un circuit d'activité 352 du circuit d'entrée/sortie 312. La sortie du capteur varie en fonction d'un paramètre mesuré qui indique les exigences métaboliques d'un patient. Le circuit d'entrée/sortie 312 contient des circuits pour communiquer avec le coeur 264, avec le capteur d'activité 351, avec l'antenne 334 et avec le capteur de pression 309 et les circuits pour l'application d'impulsions de stimulation au coeur 264 afin de commander son rythme en fonction de ces impulsions, sous la commande d'algorithmes implémentés dans le logiciel dans un micro-ordinateur 314. L'ordinateur 314 comprend de préférence un circuit embarqué 316 qui inclus un microprocesseur 320, un circuit d'horloge du système 222 et une mémoire vive 324 et une mémoire morte 326 embarquées. Dans cette forme d'exécution donnée à titre illustratif, un circuit indépendant 328 comprend une unité à mémoire vive et mémoire morte. Le circuit embarqué 316 et le circuit indépendant 328 sont reliés chacun, par l'intermédiaire d'un bus de communication 330, à un circuit numérique The pacemaker 300 which is shown in Figure 9, is electrically coupled to the patient's heart 264 by leads 302. The lead 302a, having an electrode 306, is connected to a node 310 in the pacemaker circuit 300, by the intermediary of an input capacitor 308. The conductor 302b is connected to a pressure circuit 354 of an input / output circuit 312, in order to supply to the circuit 354 a pressure signal coming from a sensor 309. The pressure signal is used to determine the metabolic requirements and / or cardiac output of a patient. In addition, an activity sensor 351, such as a piezoceramic accelerometer, provides sensor output to an activity circuit 352 of the input / output circuit 312. The output of the sensor varies depending on a parameter. measured which indicates a patient's metabolic requirements. The input / output circuit 312 contains circuits for communicating with the heart 264, with the activity sensor 351, with the antenna 334 and with the pressure sensor 309 and the circuits for applying stimulation pulses to the core 264 in order to control its rhythm as a function of these pulses, under the control of algorithms implemented in the software in a microcomputer 314. The computer 314 preferably comprises an on-board circuit 316 which includes a microprocessor 320, a circuit system clock 222 and on-board memory 324 and read-only memory 326. In this embodiment given by way of illustration, an independent circuit 328 comprises a random access memory and read only memory unit. The on-board circuit 316 and the independent circuit 328 are each connected, via a communication bus 330, to a digital circuit
contrôleur/nminuterie 332.controller / timer 332.
Suivant la présente invention, les circuits représentés sur la figure 9 sont alimentés électriquement par une source de tension d'alimentation 301 implantable, appropriée (par exemple une source de tension représentée d'une manière générale sur les figures 1 à 7). Dans un but de clarification, la connexion de la source de tension d'alimentation 301 aux divers circuits du stimulateur cardiaque 300 n'est pas représentée sur les figures. En outre, les circuits pouvant fonctionner sous la commande d'un signal d'horloge représenté sur la figure 9, fonctionnent, suivant la présente invention, sous la commande de la source d'horloge 338. Dans un but de clarification, le couplage de tels signaux d'horloge, provenant de la source d'horloge 288 (par exemple une source d'horloge indiquée d'une manière générale sur les figures 1 à 7) aux circuits CMOS du According to the present invention, the circuits represented in FIG. 9 are electrically supplied by an implantable supply voltage source 301, suitable (for example a voltage source generally represented in FIGS. 1 to 7). For the purpose of clarification, the connection of the supply voltage source 301 to the various circuits of the pacemaker 300 is not shown in the figures. In addition, the circuits which can operate under the control of a clock signal shown in FIG. 9, operate, according to the present invention, under the control of clock source 338. In order to clarify, the coupling of such clock signals, coming from clock source 288 (for example a clock source indicated generally in FIGS. 1 to 7) to the CMOS circuits of
stimulateur cardiaque 300 n'est pas représenté sur les figures. pacemaker 300 is not shown in the figures.
L'antenne 334 est connectée au circuit d'entrée/sortie 312 afin de permettre une télémétrie à liaison ascendante/descendante par l'intermédiaire de l'unité d'émetteur et de récepteur radiofréquence 336. L'unité 336 peut correspondre à la logique de télémétrie et de programme décrite dans le brevet US N 4 556 063 ou à celle décrite dans le brevet The antenna 334 is connected to the input / output circuit 312 in order to allow up / down telemetry via the radiofrequency transmitter and receiver unit 336. The unit 336 can correspond to the logic telemetry and program described in US Patent No. 4,556,063 or that described in the patent
US N 5 127 404 précité.US N 5,127,404 cited above.
22 277810922 2778109
Un circuit 340 de tension de référence VREF et de polarisation produit une référence de tension stable et des courants de polarisation pour des circuits du circuit d'entrée/sortie 312. Une unité 42 de convertisseurs analogique/numérique et de multiplexeurs numérise des signaux analogiques et des tensions de manière à produire des signaux intracardiaques de télémétrie "en temps réel" et de remplacement de batteries en fin de vie. Un circuit 341 de rétablissement de l'alimentation électrique fonctionne en A VREF reference voltage and bias circuit 340 produces a stable voltage reference and bias currents for circuits in the input / output circuit 312. A unit 42 of analog / digital converters and multiplexers digitizes analog signals and voltages to produce intracardiac telemetry signals "in real time" and replacement of end-of-life batteries. A circuit 341 for restoring the electrical supply operates in
tant que moyen de rétablissement du circuit. as a means of re-establishing the circuit.
Des commandes d'opération pour commander la synchronisation du stimulateur cardiaque 300 sont appliquées par le bus 330 au circuit numérique contrôleur/minuterie 332 dans lequel des minuteries et compteurs numériques établissent l'intervalle d'échappement global du stimulateur cardiaque 300 ainsi que diverses fenêtres réfractaires, de suppression et d'autres synchronisations pour commander le fonctionnement des composants périphériques disposés dans le circuit d'entrée/sortie 312. Le circuit numérique contrôleur/minuterie 332 est de préférence relié à un circuit de détection 345 et à un amplificateur d'électrogrammne 348 pour recevoir des signaux amplifiés et traités qui sont détectés par l'électrode 306 disposée sur le conducteur 302a. De tels signaux sont représentatifs de l'activité électrique du coeur 264 du patient. Un amplificateur de détection 346 du circuit 345 amplifie les signaux électrocardiaques détectés et il délivre un signal amplifié à un circuit de détection de pics et de mesure de seuil 347. Ce circuit 347 fournit à son tour une indication des tensions de crête détectées et des tensions de seuil mesurées de l'amplificateur de détection sur un conducteur 357 aboutissant au circuit numérique contrôleur/minuterie 332. Un signal de l'amplificateur de détection amplifiée est également fourni à un comparateur/détecteur de seuil 349. L'amplificateur de détection 332 correspond à celui qui est décrit dans le Operation commands to control the timing of the pacemaker 300 are applied by the bus 330 to the digital controller / timer circuit 332 in which digital timers and counters establish the overall escape interval of the pacemaker 300 as well as various refractory windows , deletion and other synchronizations to control the operation of the peripheral components arranged in the input / output circuit 312. The digital controller / timer circuit 332 is preferably connected to a detection circuit 345 and to an electrogram amplifier. 348 for receiving amplified and processed signals which are detected by the electrode 306 disposed on the conductor 302a. Such signals are representative of the electrical activity of the patient's heart 264. A detection amplifier 346 of circuit 345 amplifies the detected electrocardiac signals and delivers an amplified signal to a peak detection and threshold measurement circuit 347. This circuit 347 in turn provides an indication of the detected peak voltages and voltages. threshold values of the detection amplifier on a conductor 357 leading to the digital controller / timer circuit 332. A signal from the amplified detection amplifier is also supplied to a comparator / threshold detector 349. The detection amplifier 332 corresponds to the one described in the
brevet US N 4 379 459.U.S. Patent No. 4,379,459.
Le signal d'électrogramme fourni par l'amplificateur d'électrogramme 348 est utilisé lorsque le dispositif implanté 300 est en train d'être interrogé par un programmeur externe (non représenté) afin de transmettre, par télémétrie à liaison ascendante, une représentation d'un électrogramme analogique de l'activité cardiaque électrique d'un The electrogram signal supplied by the electrogram amplifier 348 is used when the implanted device 300 is being interrogated by an external programmer (not shown) in order to transmit, by uplink telemetry, a representation of an analog electrogram of the electrical heart activity of a
patient. Une telle fonctionnalité est décrite par exemple dans le brevet US N 4 556 063. patient. Such functionality is described, for example, in US Pat. No. 4,556,063.
Un générateur et un amplificateur d'impulsions de sortie 350 délivrent des impulsions de stimulation appliquées au coeur 264 du patient par l'intermédiaire du condensateur de couplage 305 et de l'électrode 306, en réponse à un signal An output pulse generator and amplifier 350 deliver stimulation pulses applied to the patient's heart 264 via the coupling capacitor 305 and the electrode 306, in response to a signal
d'enclenchement de stimulation délivré par le circuit numérique contrôleur/minuterie 332. stimulation trigger delivered by the digital controller / timer circuit 332.
L'amplificateur de sortie 350 peut correspondre d'une manière générale à l'amplificateur de sortie décrit dans le brevet US N 4 476 868. Les circuits de la figure 9 qui constituent un ensemble du type CMOS capable de fonctionner en accord avec la présente invention, comprennent le processeur 320, le circuit numérique contrôleur/minuterie 332, la mémoire vive 324, la mémoire morte 326, l'unité mémoire vive/mémoire morte 328 et The output amplifier 350 can generally correspond to the output amplifier described in US Pat. No. 4,476,868. The circuits of FIG. 9 which constitute an assembly of the CMOS type capable of operating in accordance with the present invention include processor 320, digital controller / timer circuit 332, random access memory 324, read-only memory 326, read-only memory / read-only memory 328 and
l'unité convertisseur analogique/numérique/multiplexeur 342. the analog / digital / multiplexer 342 unit.
La figure 10 est un schéma fonctionnel provenant du brevet US N 5 447 519 Figure 10 is a block diagram from U.S. Patent No. 5,447,519
qui représente un dispositif implantable 400 du type PCD (stimulateur cardiaque- which represents an implantable device 400 of the PCD type (pacemaker-
cardioverteur-défibrillateur) dans lequel la présente invention peut être utilisée en pratique. Ce schéma est une illustration qui doit être considérée comme étant uniquement un exemple de dispositif dans lequel l'invention peut être incorporée et non pas comme limitant la portée de la présente invention. Comme il a été précédemment décrit, d'autres dispositifs médicaux implantables, ayant des organisations fonctionnelles dans lesquelles la présente invention peut être utilisée, peuvent être aussi modifiés en accord avec la présente invention. Par exemple, laprésente invention peut être également employée conjointement avec des dispositifs PCD implantables tels que ceux décrits dans les cardioverter-defibrillator) in which the present invention can be used in practice. This diagram is an illustration which should be considered as being only an example of a device in which the invention can be incorporated and not as limiting the scope of the present invention. As previously described, other implantable medical devices, having functional organizations in which the present invention can be used, can also be modified in accordance with the present invention. For example, the present invention can also be used in conjunction with implantable PCD devices such as those described in the
brevets US N 4 548 209, N 4 693 253, N 4 830 006 et N 4 949 730. US patents N 4,548,209, N 4,693,253, N 4,830,006 and N 4,949,730.
Le dispositif PCD illustré 400 est pourvu de six électrodes 401,402,404,406,408 et 410. Par exemple, les électrodes 401 et 402 peuvent être une The illustrated PCD device 400 is provided with six electrodes 401,402,404,406,408 and 410. For example, the electrodes 401 and 402 can be a
paire d'électrodes étroitement espacées qui sont situées dans le ventricule du coeur 264. pair of closely spaced electrodes that are located in the ventricle of the heart 264.
L'électrode 404 peut correspondre à une électrode indifférente à distance située sur l'enveloppe du dispositif PCD implantable 400. Les électrodes 406,408 et 410 peuvent correspondre à des électrodes de défibrillation à grande aire superficielle situées sur des The electrode 404 may correspond to a remote indifferent electrode situated on the envelope of the implantable PCD device 400. The electrodes 406, 408 and 410 may correspond to defibrillation electrodes with large surface area located on
conducteurs aboutissant au coeur 264 ou des électrodes épicardiaques. conductors ending in the heart 264 or epicardial electrodes.
Des électrodes 401 et 402 sont représentées comme étant câblées à un circuit détecteur d'onde R à champ proche (c'est-à-dire à électrodes étroitement espacées) comprenant un amplificateur à filtre passe-bande 414, un circuit 416 à seuil réglé automatiquement (pour fournir un seuil de détection ajustable en fonction de l'amplitude de l'onde R mesurée) et un comparateur 418. Un signal ROUTE 464 est produit chaque fois que le signal détecté entre les électrodes 401 et 402 dépasse un seuil de détection défini par le circuit 416 à seuil réglé automatiquement. En outre, le gain de l'amplificateur 414 est ajusté par un circuit 420 de minuterie et de commande du stimulateur. Le signal de détection 464 est utilisé par exemple pour établir les fenêtres de synchronisation et pour aligner des données de formes d'onde successives à des fins de détection de la morphologie. Par exemple, le signal de détection 464 peut être acheminé à travers le circuit 420 de minuterie et de commande du stimulateur, sur un bus 440, vers un processeur 424 et il peut intervenir en tant qu'interruption pour ce processeur 424 de telle façon qu'une routine particulière d'opérations, telle que par exemple une détection Electrodes 401 and 402 are shown as being wired to a near-field R wave detector circuit (i.e., closely spaced electrodes) comprising a bandpass filter amplifier 414, a threshold-adjusted circuit 416 automatically (to provide an adjustable detection threshold according to the amplitude of the measured R wave) and a comparator 418. A ROUTE 464 signal is produced each time the signal detected between the electrodes 401 and 402 exceeds a detection threshold defined by circuit 416 with automatically adjusted threshold. In addition, the gain of the amplifier 414 is adjusted by a timer and stimulator control circuit 420. The detection signal 464 is used for example to establish the synchronization windows and to align data of successive waveforms for the purpose of detecting the morphology. For example, the detection signal 464 can be routed through the stimulator timer and control circuit 420, on a bus 440, to a processor 424 and it can act as an interrupt for this processor 424 so that '' a particular routine of operations, such as for example detection
de morphologie, des fonctions de discrimination, soit commencée par le processeur 424. morphology, discrimination functions, or started by processor 424.
Une matrice de commutation 412 est utilisée pour sélectionner des électrodes disponibles sous la commande du processeur 424, par l'intermédiaire d'un bus 440 de données/adresses, de telle façon que la sélection inclue deux électrodes employées en tant que paire d'électrodes à champ éloigné (c'est-à-dire des électrodes largement espacées), conjointement avec une fonction de discrimination de tachycardie/fibrillation (fonction pour effectuer une distinction entre une tachycardie, c'est-à-dire une fréquence cardiaque anormalement rapide, et une fibrillation, c'est-à-dire des battements cardiaques non coordonnés et irréguliers, de manière à appliquer une thérapie appropriée). Les signaux d'électrogramme à champ éloigné provenant des électrodes sélectionnées passent, à travers un amplificateur passe-bande 434, vers et dans un multiplexeur 432 o ils sont convertis en signaux de données numériques par un convertisseur analogique/numérique 430 en vue de leur stockage dans une mémoire vive 426 sous la commande d'un circuit 428 d'accès direct à la mémoire. Par exemple, une série de A switching matrix 412 is used to select electrodes available under the control of processor 424, via a data / address bus 440, such that the selection includes two electrodes used as a pair of electrodes far field (i.e. widely spaced electrodes), together with a tachycardia / fibrillation discrimination function (function to distinguish between tachycardia, i.e. abnormally fast heart rate, and fibrillation, that is, uncoordinated and irregular heartbeat, so as to apply appropriate therapy). The far field electrogram signals from the selected electrodes pass, through a bandpass amplifier 434, to and in a multiplexer 432 where they are converted into digital data signals by an analog / digital converter 430 for storage. in a random access memory 426 under the control of a circuit 428 for direct access to the memory. For example, a series of
complexes d'électrogramme s'étendant sur plusieurs secondes peut être exécutée. Electrogram complexes spanning several seconds can be performed.
Suivant la présente invention les circuits représentés sur la figure 10 sont alimentés par une source de tension d'alimentation appropriée à batteries 490, implantable (par exemple une source de tension représentée d'une manière générale sur les figures 1 à 7). Dans un but de clarification, la connexion de la source de tension d'alimentation 490 aux divers circuits du dispositif PCD 400 n'est pas représentée sur la figure 10. En outre, les circuits pouvant fonctionner sous la commande d'un signal d'horloge et qui sont représentés sur la figure 10, fonctionnent, suivant la présente invention, sous le contrôle d'une source d'horloge 491. Dans un but de clarification, la connexion des signaux d'horloge provenant de la source d'horloge 491 telle qu'une source d'horloge représentée d'une manière générale sur les figures 1 à 7, aux circuits According to the present invention, the circuits represented in FIG. 10 are supplied by a source of supply voltage suitable for batteries 490, implantable (for example a voltage source generally represented in FIGS. 1 to 7). For the purpose of clarification, the connection of the supply voltage source 490 to the various circuits of the PCD device 400 is not shown in FIG. 10. In addition, the circuits that can operate under the control of a signal clock and which are shown in Figure 10, operate, according to the present invention, under the control of a clock source 491. For clarification purposes, the connection of clock signals from the clock source 491 such as a clock source generally represented in FIGS. 1 to 7, to the circuits
CMOS du dispositifPCD 400 n'est pas représentée sur la figure 10. CMOS of the PCD 400 device is not shown in Figure 10.
L'apparition d'un signal ROUTE 464 de détection d'une onde R est communiquée au processeur 424 afin d'amorcer une analyse de morphologie, par ce processeur 424, sur les formes d'onde en vue de la sélection d'une thérapie pour le coeur 264. Par exemple, le processeur peut calculer la variabilité cumulative d'un battement au battement suivant du coeur 264, les intervalles de temps séparant les détections d'une onde R et diverses autres fonctions telles que celles énoncées dans le nombreuses références incluant celles déjà citées précédemment et diverses autres références The appearance of a ROUTE signal 464 for detecting an R wave is communicated to processor 424 in order to initiate a morphology analysis, by this processor 424, on the waveforms with a view to selecting a therapy. for the heart 264. For example, the processor can calculate the cumulative variability from one beat to the next beat of the heart 264, the time intervals separating the detections of an R wave and various other functions such as those stated in the numerous references including those already mentioned above and various other references
concernant des dispositifs PCD implantables. relating to implantable PCD devices.
D'autres portions du dispositif PCD 400 de la figure 40 sont dédiées à la prévision de thérapies de stimulation cardiaque, de cardioversion et de défibrillation. En ce qui concerne la stimulation cardiaque, le circuit 420 de commande et de temporisation du stimulateur comporte des compteurs numériques programmables qui commandent les intervalles de synchronisation de base associés à la stimulation cardiaque, incluant les intervalles de blanking de la stimulation, les périodes réfractaires durant lesquelles les ondes R détectées sont inefficaces pour faire redémarrer la synchronisation des intervalles d'échappement etc... Les durées de tels intervalles sont déterminées typiquement par le processeur 424 et communiquées au circuit 420 de commande et de temporisation du stimulateur par l'intermédiaire du bus d'adresses/données 440. En outre, sous la commande du processeur 424, le circuit 420 de commande et de temporisation du stimulateur détermine également l'amplitude de telles impulsions de stimulation cardiaque et un circuit 421 de sortie des impulsions de stimulation fournit ces impulsions Other portions of the PCD 400 device of Figure 40 are dedicated to the provision of cardiac stimulation, cardioversion and defibrillation therapies. With regard to cardiac stimulation, the pacemaker control and timing circuit 420 includes programmable digital counters which control the basic synchronization intervals associated with cardiac stimulation, including stimulation blanking intervals, refractory periods during which the detected R waves are ineffective in restarting the synchronization of the escape intervals, etc. The durations of such intervals are typically determined by the processor 424 and communicated to the circuit 420 for controlling and delaying the stimulator via the address / data bus 440. In addition, under the control of the processor 424, the circuit 420 for controlling and timing the pacemaker also determines the amplitude of such cardiac stimulation pulses and a circuit 421 for outputting the stimulation pulses provides these impulses
au coeur.in the heart.
Dans le cas o une tachyarythmie (c'est-à-dire une tachycardie) est détectée et une thérapie de stimulation antitachyarythmie est désirée, des intervalles de temporisation appropriés destinés à commander la production de thérapies de stimulation antitachyarythmie, sont chargés à partir du processeur 424 vers et dans le circuit 420 de commande et de temporisation du stimulateur. De la même façon, dans le cas o la production d'une impulsion de cardioversion ou de défibrillation est exigée, le processeur 424 emploie les compteurs et le circuit 420 de commande et de temporisation du stimulateur pour commander la temporisation de telles impulsions de cardioversion et de défibrillation. En réponse à la détection d'une fibrillation ou d'une tachycardie exigeant une impulsion de cardioversion, le processeur 424 active un circuit 454 de commande de cardioversion/défibrillation lequel amorce la charge de condensateurs à haute tension 456,458,460 et 462, par l'intermédiaire d'un circuit de charge 450, sous la commande d'une ligne de charge à haute tension 452. Après cela, la temporisation de l'impulsion de défibrillation ou de cardioversion est commandée par le circuit 420 de commande et de temporisation du stimulateur. Diverses formes d'exécution d'un système approprié pour la production et la synchronisation d'impulsions de cardioversion et de défibrillation et pour la commande des fonctions de temporisation qui leur sont liées sont décrites d'une façon plus détaillée dans le brevet US N 5 188 105. D'autres circuits de commande de la temporisation et de la production d'impulsions de cardioversion et de défibrillation sont décrits dans les brevets US N 4 384 585, N 4 949 719 et N 4 375 817. En outre, des circuits connus commandant la temporisation et la production d'impulsions de stimulation antitachyarythmie sont décrits dans les brevets US N 4 577 633, N 4 880 005, N 4 726 In the event that a tachyarrhythmia (i.e., tachycardia) is detected and a tachyarrhythmia stimulation therapy is desired, appropriate timing intervals to control the production of tachyarrhythmia stimulation therapies are loaded from the processor 424 to and in the stimulator control and timing circuit 420. Likewise, in the case where the production of a cardioversion or defibrillation pulse is required, the processor 424 uses the counters and the stimulator control and timing circuit 420 to control the timing of such cardioversion pulses and defibrillation. In response to the detection of a fibrillation or a tachycardia requiring a cardioversion pulse, the processor 424 activates a cardioversion / defibrillation control circuit 454 which initiates the charging of high voltage capacitors 456,458,460 and 462, via of a charging circuit 450, under the control of a high-voltage charging line 452. After that, the timing of the defibrillation or cardioversion pulse is controlled by the circuit 420 for controlling and timing the stimulator. Various embodiments of a system suitable for producing and synchronizing cardioversion and defibrillation pulses and for controlling the timing functions related thereto are described in more detail in US Patent No. 5 188 105. Other circuits for controlling the timing and production of cardioversion and defibrillation pulses are described in US Pat. Nos. 4,384,585, N 4,949,719 and N 4,375,817. In addition, circuits known controlling the timing and the production of pulses of antitachyarrhythmia stimulation are described in US patents N 4,577,633, N 4,880,005, N 4,726
380 et N 4 587 970.380 and N 4,587,970.
La sélection d'une configuration d'électrodes particulière pour la production des impulsions de cardioversion ou de défibrillation est commandée par l'intermédiaire d'un circuit de sortie 448 sous la commande du circuit 454 de commande de cardioversion/défibrillation, par l'intermédiaire d'un bus de commande 446. Le circuit de sortie 448 détermine celles des électrodes à haute tension 406,408 et 410 qui seront The selection of a particular electrode configuration for the production of the cardioversion or defibrillation pulses is controlled via an output circuit 448 under the control of the cardioversion / defibrillation control circuit 454, via a control bus 446. The output circuit 448 determines which of the high voltage electrodes 406, 408 and 410 will be
employées pour la production des impulsions de défibrillation ou de cardioversion. used for the production of defibrillation or cardioversion pulses.
Les composants du dispositif PCD 400 de la figure 10 qui sont des circuits CMOS capables de fonctionner en accord avec la présente invention, comprennent le processeur 424, les circuits de commande 420 et 454, la mémoire vive 426, le circuit 428 d'accès direct à la mémoire, le convertisseur analogique/numérique 430 et le multiplexeur 432. Suivant la présente invention, le stimulateur cardiaque 300 illustré sur la figure 9 et le dispositif PCD 400 illustré sur la figure 10 peuvent être tous les deux réalisés matériellement en accord avec les formes d'exécution généralisées qui ont été décrites précédemment en référence aux figures I à 7. Tout d'abord, en ce qui concerne le stimulateur cardiaque 300 de la figure 9, la source de tension d'alimentation 301 du stimulateur cardiaque 300 peut être réalisée matériellement de la façon décrite en référence aux figures 1 à 7 et de la même façon la source d'horloge 338 du stimulateur cardiaque 300 peut être réalisée matériellement de la façon décrite en référence aux figures 1 à 7. De la même façon, la source d'horloge 491 du dispositif PCD 400 de la figure 10 et la source de tension d'alimentation 490 du dispositif PCD 400 de la figure 10 peuvent être réalisées matériellement en accord avec les formes d'exécution généralisées The components of the PCD device 400 of FIG. 10 which are CMOS circuits capable of operating in accordance with the present invention, include the processor 424, the control circuits 420 and 454, the random access memory 426, the direct access circuit 428 in memory, the analog / digital converter 430 and the multiplexer 432. According to the present invention, the pacemaker 300 illustrated in FIG. 9 and the PCD device 400 illustrated in FIG. 10 can both be produced physically in accordance with the generalized embodiments which have been described previously with reference to FIGS. I to 7. First of all, as regards the pacemaker 300 of FIG. 9, the supply voltage source 301 of the pacemaker 300 can be produced physically as described with reference to FIGS. 1 to 7 and in the same way the clock source 338 of the pacemaker 300 can be re materially aligned as described with reference to FIGS. 1 to 7. Similarly, the clock source 491 of the PCD device 400 of FIG. 10 and the supply voltage source 490 of the PCD device 400 of FIG. 10 can be carried out materially in accordance with generalized forms of execution
décrites précédemment en référence aux figures 1 à 7. previously described with reference to Figures 1 to 7.
A titre d'exemple illustratif, le multiplexeur et le convertisseur analogique/numérique 342, l'émetteur-recepteur radiofréquence 336, le circuit numérique contrôleur/minuterie 332 et divers autres circuits CMOS peuvent être amenés à fonctionner individuellement à différentes fréquences d'horloge provenant de la source fonctionner individuellement à différentes fréquences d'horloge provenant de la source d'horloge 338. De la même façon de tels circuits peuvent fonctionner avec des tensions d'alimentation correspondantes qui peuvent être différentes pour chacun des circuits. En outre, l'émetteur/récepteur radiofréquence 336 peut fonctionner pendant une période de temps particulière (par exemple lors d'une liaison ascendante) à une fréquence d'horloge particulière provenant la source d'horloge 338 et avec une tension d'alimentation particulière provenant de la source de tension d'alimentation 301 correspondant à la fréquence d'horloge particulière précitée. Par ailleurs, pendant une période de temps différente (par exemple pendant une liaison descendante), le circuit 336 peut fonctionner à une fréquence d'horloge totalement différente et avec une tension d'alimentation différente. Le réglage automatique des paramètres de télémétrie dans certaines circonstances est décrit dans le brevet US N 5 683 432. En ce qui concerne la figure 10, le circuit convertisseur analogique/numérique 430, le circuit 454 de commande de cardioversion/défibrillation et d'autres circuits tels que la mémoire vive 426, le circuit d'accès direct de la mémoire 428 et le multiplexeur 432 peuvent également fonctionner à différentes fréquences d'horloge obtenues à partir de la source d'horloge 491 et avec des tensions d'alimentation correspondantes et différentes obtenues à partir de la source de tension d'alimentation 490. En outre, le circuit de télémétrie (non représenté) peut être utilisé avec le dispositif PCD 400 de la figure 10 et il peut également fonctionner à différentes fréquences d'horloge obtenues à partir de la source d'horloge 491 et avec des tensions d'alimentation correspondantes différentes obtenues à partir de la source de tension d'alimentation 490. En outre le processeur 424 peut fonctionner à différentes vitesses d'horloge suivant la fonction qui est en train d'être exécutée par le processeur 424, comme il a été décrit en référence à la figure 7. Par exemple, la détection de morphologie à des fréquences physiologiques typiques (c'est- à-dire de 50 à 150 battements par minute) peut être effectuée à une première fréquence d'horloge et avec une tension d'alimentation correspondante tandis que la détection d'une arythmie peut être effectuée à une fréquence d'horloge différente As an illustrative example, the multiplexer and the analog / digital converter 342, the radio frequency transceiver 336, the digital controller / timer circuit 332 and various other CMOS circuits can be made to operate individually at different clock frequencies from of the source operate individually at different clock frequencies from the clock source 338. Likewise such circuits can operate with corresponding supply voltages which may be different for each of the circuits. Furthermore, the radiofrequency transceiver 336 can operate for a particular period of time (for example during an uplink) at a particular clock frequency originating from the clock source 338 and with a particular supply voltage. from the supply voltage source 301 corresponding to the aforementioned particular clock frequency. Furthermore, for a different period of time (for example during a downlink), the circuit 336 can operate at a totally different clock frequency and with a different supply voltage. The automatic adjustment of the telemetry parameters in certain circumstances is described in US Pat. No. 5,683,432. With reference to FIG. 10, the analog / digital converter circuit 430, the cardioversion / defibrillation control circuit 454 and others circuits such as random access memory 426, direct memory access circuit 428 and multiplexer 432 can also operate at different clock frequencies obtained from clock source 491 and with corresponding supply voltages and obtained from the supply voltage source 490. In addition, the telemetry circuit (not shown) can be used with the PCD device 400 of FIG. 10 and it can also operate at different clock frequencies obtained at from clock source 491 and with different corresponding supply voltages obtained from the supply voltage source n 490. Furthermore, the processor 424 can operate at different clock speeds depending on the function which is being executed by the processor 424, as described with reference to FIG. 7. For example, the detection of morphology at typical physiological frequencies (i.e. 50 to 150 beats per minute) can be performed at a first clock frequency and with a corresponding supply voltage while detection of an arrhythmia can be performed at a different clock frequency
et avec une tension d'alimentation correspondante. and with a corresponding supply voltage.
La figure 11 représente un système de traitement de signaux numériques 500 à horloge variable/tension d'alimentation variable, qui peut être utilisé conjointement avec certains circuits représentés sur les figures 9 et 10 ou comme variantes de ceux-ci. Par exemple, le système de traitement de signaux numériques 500 suivant la figure 11 peut être utilisé à la place du circuit d'activité 352, du circuit de pression 354, du circuit d'amplificateur de détection 346 (pour les amplificateurs de détection de l'onde P, de l'onde R et/ou de l'onde T) et il peut être en outre pourvu d'une fonctionnalité additionnelle avec l'utilisation d'un pseudo signal EKG 502. Généralement, un certain nombre de signaux analogiques 499 tels que par exemple des pseudo signaux EKG 502, un signal 503 d'un capteur d'activité et un signal 504 d'un capteur de pression et de début, sont fournis à travers des amplificateurs respectifs 505,506 et 507. Les signaux amplifiés sont appliqués à un multiplexeur 510 qui les fournis à un convertisseur analogique/numérique 516 d'une façon cyclique. Les signaux 502-504 peuvent être introduits sous forme cyclique à des cadences différentes en sélectionnant d'une manière cyclique les sorties des différents amplificateurs-préamplificateurs 505-507 ainsi qu'il est décrit dans la demande de brevet US N 08/801 335 qui décrit une compression variable par l'intermédiaire d'un échantillonnage d'un convertisseur analogique/numérique. Le convertisseur analogique/numérique peut également avoir des fréquences de conversion FIG. 11 shows a digital signal processing system 500 with variable clock / variable supply voltage, which can be used in conjunction with certain circuits shown in FIGS. 9 and 10 or as variants thereof. For example, the digital signal processing system 500 according to FIG. 11 can be used in place of the activity circuit 352, the pressure circuit 354, the detection amplifier circuit 346 (for the detection amplifiers of the P wave, R wave and / or T wave) and it can also be provided with additional functionality with the use of a pseudo EKG 502 signal. Generally, a certain number of analog signals 499 such as for example pseudo EKG signals 502, a signal 503 from an activity sensor and a signal 504 from a pressure and start sensor, are supplied through respective amplifiers 505, 506 and 507. The amplified signals are applied to a multiplexer 510 which supplies them to an analog / digital converter 516 in a cyclic manner. The signals 502-504 can be introduced in cyclic form at different rates by cyclically selecting the outputs of the different amplifier-preamplifiers 505-507 as described in the patent application US N 08/801 335 which describes variable compression through sampling from an analog-to-digital converter. The analog / digital converter can also have conversion frequencies
variables ainsi qu'il est décrit dans les brevets US N 5 263 486 et N 5 312 446. variables as described in US patents N 5,263,486 and N 5,312,446.
Une interface d'entrée/sortie 514 et des registres de programme 512 sont utilisés, sous la commande d'un circuit de temporisation non représenté, pour commander l'application des signaux analogiques provenant du multiplexeur 510 au convertisseur analogique/numérique 516 qui applique les signaux numériques convertis à un filtre numérique 518 afin de fournir à un processeur 520 d'analyse de forme d'onde (un processeur de signaux numériques) une forme d'onde convenant pour une telle analyse. Pour réduire la puissance, le processeur d'analyse de forme d'onde 520 est synchronisé à différentes vitesses, c'est-à-dire qu'il est commandé "au vol", suivant la présente invention, suivant les exigences du traitement. Par exemple, le processeur d'analyse de forme d'onde 520 se trouve dans un mode de traitement à grande vitesse, à une fréquence relativement élevée, uniquement pendant un complexe QRS tandis que pendant le reste du cycle cardiaque, le processeur 520 peut fonctionner "au ralenti", à une fréquence d'horloge beaucoup plus basse. Un tel cycle de traitement a été décrit précédemment en référence à la figure 4C. En plus de la vitesse d'horloge plus basse utilisée sur différentes portions du cycle cardiaque, l'homme du métier reconnaîtra quand accord avec les autres aspects de la présente invention, lorsque la vitesse est réduite, le niveau de la tension d'alimentation VDD peut être également réduit corrélativement. On An input / output interface 514 and program registers 512 are used, under the control of a timing circuit not shown, to control the application of the analog signals coming from the multiplexer 510 to the analog / digital converter 516 which applies the digital signals converted to a digital filter 518 to provide a waveform analysis processor 520 (a digital signal processor) a waveform suitable for such analysis. To reduce the power, the waveform analysis processor 520 is synchronized at different speeds, that is to say it is controlled "on the fly", according to the present invention, according to the requirements of the processing. For example, the waveform analysis processor 520 is in a high speed processing mode, at a relatively high frequency, only during a QRS complex while during the rest of the cardiac cycle, the processor 520 can operate. "at idle", at a much lower clock frequency. Such a treatment cycle has been described previously with reference to FIG. 4C. In addition to the lower clock speed used on different portions of the cardiac cycle, those skilled in the art will recognize when in agreement with the other aspects of the present invention, when the speed is reduced, the level of the supply voltage VDD can also be reduced correspondingly. We
obtient ainsi une absorption de puissance réduite comme il a été décrit précédemment. thus obtains reduced power absorption as described above.
La présente invention est compatible avec diverses technologies de fabrication telles que les technologies CMOS du type silicium sur isolateur (SOI), silicium sur saphir (SOS), ainsi que les technologies CMOS traditionnelles au silicium. La présente invention, telle que décrite présentement, permet une technologie pour l'utilisation de processeurs de signaux numériques leur permettant d'assumer davantage de fonctions par suite de la façon dont l'absorption de puissance peut être réduite pour de tels processeurs. En outre, des modèles basés sur des processeurs multiples peuvent être également réalisés matériellement par suite de l'absorption de puissance réduite lorsque les tensions d'alimentation et les fréquences d'horloge sont réduites pour diverses The present invention is compatible with various manufacturing technologies such as CMOS technologies of the silicon on isolator (SOI), silicon on sapphire (SOS) type, as well as the traditional CMOS silicon technologies. The present invention, as described herein, allows a technology for the use of digital signal processors allowing them to assume more functions as a result of how power absorption can be reduced for such processors. In addition, models based on multiple processors can also be realized physically as a result of reduced power absorption when supply voltages and clock frequencies are reduced for various
fonctions exécutées par les processeurs. functions performed by processors.
En outre, comme l'absorption de puissance est réduite, d'autres fonctionnalités peuvent être ajoutées aux dispositifs de manière à fournir un dispositif à fonctions ajoutées par rapport au dispositif absorbant antérieurement davantage de puissance. Par exemple, le processeur peut effectuer diverses fonctions de détection de morphologie telles que la différenciation d'ondes P rétrogrades et d'ondes P antégrades d'une forme d'onde d'un électrogramme, la différenciation d'ondes P par rapport aux ondes R à champ éloigné, la différenciation de AF-A tremblement-AT d'une tachycardie du sinus, la différenciation de VT- VF-V tremblement de SVT, la différenciation de signaux cardiaques d'une interférence électromagnétique etc... Par exemple, une interférence électromagnétique peut apparaître à partir de détecteurs antivol, de signaux de In addition, since the power absorption is reduced, other functionality can be added to the devices so as to provide a device with added functions compared to the device previously absorbing more power. For example, the processor can perform various morphology detection functions such as the differentiation of retrograde P waves and antegrade P waves of an electrogram waveform, the differentiation of P waves with respect to waves. R at far field, the differentiation of AF-A tremor-AT of a sinus tachycardia, the differentiation of VT- VF-V tremor of SVT, the differentiation of cardiac signals from an electromagnetic interference etc ... For example, electromagnetic interference may occur from theft detectors,
conducteurs, de bruit RF, de myopotentiels etc... conductors, RF noise, myopotentials etc ...
Les formes d'exécution particulières précédentes illustrent la mise en oeuvre de l'invention. Cependant, on comprendra que d'autres moyens connus des hommes du métier peuvent être employés sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, l'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'une source d'horloge produisant des fréquences d'horloge discrètes mais que ces fréquences d'horloge peuvent varier d'une manière continue. En outre, la source de tension d'alimentation peut être une source fournissant uniquement des tensions d'alimentation discrètes mais aussi une source fournissant une tension variant d'une manière continue dans une plage particulière, par exemple sous la commande d'un régulateur de tension. La présente invention n'est pas non plus limitée à une utilisation conjointement avec des stimulateurs cardiaques ou des dispositifs PCD mais elle peut s'appliquer également dans d'autres domaines tels que les télécommunications o une faible absorption de puissance est désirée. Elle peut être notamment appliquée à d'autres dispositifs médicaux implantables tels qu'un défibrillateur implantable, un générateur d'impulsions implantable, un défibrillateur implantable automatique, un stimulateur de cerveau, un neurostimulateur, un stimulateur d'apnée en sommeil, un stimulateur d'incontinence, un stimulateur gastrique et un moniteur cardiaque implantable. La présente invention englobe en outre les procédés de mise en oeuvre des principes de synchronisation "juste à temps" et/ou des tensions d'alimentation The previous particular embodiments illustrate the implementation of the invention. However, it will be understood that other means known to those skilled in the art can be used without departing from the scope of the invention. For example, the invention is not limited to the use of a clock source producing discrete clock frequencies but that these clock frequencies can vary continuously. In addition, the supply voltage source can be a source supplying only discrete supply voltages but also a source supplying a voltage varying continuously in a particular range, for example under the control of a voltage regulator. voltage. The present invention is also not limited to use in conjunction with pacemakers or PCD devices but it can also be applied in other fields such as telecommunications where low power absorption is desired. It can in particular be applied to other implantable medical devices such as an implantable defibrillator, an implantable pulse generator, an automatic implantable defibrillator, a brain stimulator, a neurostimulator, a sleep apnea stimulator, a pacemaker incontinence, a gastric stimulator and an implantable heart monitor. The present invention further encompasses the methods of implementing "just in time" synchronization principles and / or supply voltages.
multiples qui ont été décrits précédemment. multiples which have been described previously.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US6788198A | 1998-04-29 | 1998-04-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2778109A1 true FR2778109A1 (en) | 1999-11-05 |
| FR2778109B1 FR2778109B1 (en) | 2002-01-11 |
Family
ID=22079034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9905445A Expired - Fee Related FR2778109B1 (en) | 1998-04-29 | 1999-04-29 | IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19918590B4 (en) |
| FR (1) | FR2778109B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6023641A (en) * | 1998-04-29 | 2000-02-08 | Medtronic, Inc. | Power consumption reduction in medical devices employing multiple digital signal processors |
| DE102004044606A1 (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-30 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Device and method for measuring a process variable |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4424812A (en) * | 1980-10-09 | 1984-01-10 | Cordis Corporation | Implantable externally programmable microprocessor-controlled tissue stimulator |
| US4460835A (en) | 1980-05-13 | 1984-07-17 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor integrated circuit device with low power consumption in a standby mode using an on-chip substrate bias generator |
| US4550732A (en) * | 1984-03-23 | 1985-11-05 | Cordis Corporation | System and process for enabling a predefined function within an implanted device |
| US4561442A (en) | 1983-10-17 | 1985-12-31 | Cordis Corporation | Implantable cardiac pacer with discontinuous microprocessor programmable antitachycardia mechanisms and patient data telemetry |
| US4791318A (en) | 1987-12-15 | 1988-12-13 | Analog Devices, Inc. | MOS threshold control circuit |
| US5022395A (en) | 1989-07-07 | 1991-06-11 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Implantable cardiac device with dual clock control of microprocessor |
| US5154170A (en) | 1990-08-14 | 1992-10-13 | Medtronic, Inc. | Optimization for rate responsive cardiac pacemaker |
| US5185535A (en) | 1991-06-17 | 1993-02-09 | Hughes Aircraft Company | Control of backgate bias for low power high speed CMOS/SOI devices |
| US5350407A (en) * | 1992-12-30 | 1994-09-27 | Telectronics Pacing Systems, Inc. | Implantable stimulator having quiescent and active modes of operation |
| US5388578A (en) | 1992-01-14 | 1995-02-14 | Incontrol, Inc. | Electrode system for use with an implantable cardiac patient monitor |
| US5573003A (en) * | 1995-01-27 | 1996-11-12 | Pacesetter, Inc. | Low-power delta modulator for intracardial signal monitoring in a cardiac device |
| US5610083A (en) | 1996-05-20 | 1997-03-11 | Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd | Method of making back gate contact for silicon on insulator technology |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4404972B1 (en) * | 1981-05-18 | 2000-07-11 | Intermedics Inc | Implantable device with microprocessor control |
| DE19623046A1 (en) * | 1996-05-28 | 1997-12-04 | Biotronik Mess & Therapieg | Pacemaker with hysteresis function |
-
1999
- 1999-04-23 DE DE19918590A patent/DE19918590B4/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-04-29 FR FR9905445A patent/FR2778109B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4460835A (en) | 1980-05-13 | 1984-07-17 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor integrated circuit device with low power consumption in a standby mode using an on-chip substrate bias generator |
| US4424812A (en) * | 1980-10-09 | 1984-01-10 | Cordis Corporation | Implantable externally programmable microprocessor-controlled tissue stimulator |
| US4561442A (en) | 1983-10-17 | 1985-12-31 | Cordis Corporation | Implantable cardiac pacer with discontinuous microprocessor programmable antitachycardia mechanisms and patient data telemetry |
| US4550732A (en) * | 1984-03-23 | 1985-11-05 | Cordis Corporation | System and process for enabling a predefined function within an implanted device |
| US4791318A (en) | 1987-12-15 | 1988-12-13 | Analog Devices, Inc. | MOS threshold control circuit |
| US5022395A (en) | 1989-07-07 | 1991-06-11 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Implantable cardiac device with dual clock control of microprocessor |
| US5154170A (en) | 1990-08-14 | 1992-10-13 | Medtronic, Inc. | Optimization for rate responsive cardiac pacemaker |
| US5185535A (en) | 1991-06-17 | 1993-02-09 | Hughes Aircraft Company | Control of backgate bias for low power high speed CMOS/SOI devices |
| US5388578A (en) | 1992-01-14 | 1995-02-14 | Incontrol, Inc. | Electrode system for use with an implantable cardiac patient monitor |
| US5350407A (en) * | 1992-12-30 | 1994-09-27 | Telectronics Pacing Systems, Inc. | Implantable stimulator having quiescent and active modes of operation |
| US5573003A (en) * | 1995-01-27 | 1996-11-12 | Pacesetter, Inc. | Low-power delta modulator for intracardial signal monitoring in a cardiac device |
| US5610083A (en) | 1996-05-20 | 1997-03-11 | Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd | Method of making back gate contact for silicon on insulator technology |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19918590B4 (en) | 2006-06-08 |
| FR2778109B1 (en) | 2002-01-11 |
| DE19918590A1 (en) | 1999-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2788898A1 (en) | ELECTRIC ENERGY SAVING DEVICE AND METHOD FOR ENERGY SAVING IN AN ELECTRICAL DEVICE, IN PARTICULAR FOR THE MEDICAL DOMAIN | |
| FR2788896A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR REDUCING POWER CONSUMPTION IN MEDICAL DEVICES USING MULTIPLE DIGITAL SIGNAL PROCESSORS AND DIFFERENT SUPPLY VOLTAGES | |
| FR2788897A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR REDUCING POWER CONSUMPTION IN MEDICAL DEVICES USING MULTIPLE DIGITAL SIGNAL PROCESSORS AND DIFFERENT SUPPLY VOLTAGES | |
| FR2788895A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR REDUCING POWER CONSUMPTION IN MEDICAL DEVICES USING MULTIPLE DIGITAL SIGNAL PROCESSORS AND DIFFERENT SUPPLY VOLTAGES | |
| EP2486953B1 (en) | Method for quantifying the desynchronisation between the clocks of two active HBC implants | |
| US6185454B1 (en) | Power consumption reduction in medical devices employing just-in-time voltage control | |
| US6167303A (en) | Power consumption reduction in medical devices employing just-in-time clock | |
| EP0653225B1 (en) | Automatic threshold detection of cardiac signals for use in an implantable device | |
| EP2441491B1 (en) | Standalone active medical implant, with a circuit for awakening the input on receiving pulses transmitted via the interstitial tissue of the body | |
| FR2808102A1 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR CLASSIFYING DETECTED EAR EVENTS IN A CARDIOSTIMULATION SYSTEM | |
| EP2926863B1 (en) | Use of an implantable cardiac generator for myocardial stimulation, defibrillation and/or resynchronisation as a vagus nerve stimulation (VNS) generator | |
| EP2510974B1 (en) | Active medical device, in particular an implantable defibrillator, with detection of QRS complexes in a signal with a lot of interference | |
| FR2803959A1 (en) | SYSTEMS FOR GENERATING A LOGIC SIGNAL FOR REDUCING THE DISSIPATION OF POWER IN A MEDICAL DEVICE | |
| EP0605264A1 (en) | Implantable pacemaker | |
| FR2901146A1 (en) | ACTIVE IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE FOR CARDIAC STIMULATION, RESYNCHRONIZATION, CARDIOVERSION AND / OR DEFIBRILLATION, COMPRISING MEANS FOR DETECTING VENTRICULAR NOISE ARTEFACTS | |
| EP1346750A1 (en) | Active implantable medical device, in particular pacemaker, defibrillator and/or cardioverter, with improved mode switching DDD/AAI | |
| US6163721A (en) | Power consumption reduction in medical devices by employing pipeline architecture | |
| JP2002524160A (en) | Method and cardioverter for cardioversion of atrial irregular tachycardia when atrial pacing is present | |
| EP1106207B1 (en) | Active implantable medical device, in particular multisite pacemaker, defibrillator and/or cardioverter, having means for detecting induced tachycardias | |
| FR2796292A1 (en) | IMPLANTABLE ACTIVE MEDICAL DEVICE, PARTICULARLY A CARDIAC STIMULATOR, DEFIBRILLATOR OR CARDIOVERVER, CONTROLLED AND PROTECTED AGAINST THE EFFECTS OF BRADY AND / OR TACHY-DEPENDENT EXTRASYSTOLIA | |
| FR2808212A1 (en) | Heart pacemaker has measurement and setting of noise threshold avoids false events | |
| EP1205214A1 (en) | Active implantable medical device, of the type pacemaker, defibrillator, cardioverter or multisite device with means for detecting a risk of fusion | |
| US12064636B2 (en) | Pacing therapy selection for heart failure treatment | |
| FR2778109A1 (en) | IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE | |
| EP1161965A1 (en) | Active implantable medical device, of the type pacemaker, defibrillator, cardioverter and/or multisite device with improved detection of late atrial extrasystols |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20131231 |