CS224492B1

CS224492B1 - Unipolar electrode for heartbeating control

Info

Publication number: CS224492B1
Application number: CS568181A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Prof Ing Csc Rysanek; Zdenek Mudr Csc Naprstek
Original assignee: Vladimir Prof Ing Csc Rysanek; Zdenek Mudr Csc Naprstek
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1981-07-24
Publication date: 1984-01-16

Description

i⁵⁴) Kardiostimulační unipolární elektrodai ⁵⁴ ) Cardiac pacing unipolar electrode

Vynález se týká kardiostimulační unipolární elektrody zejména pro předávání elektrických impulsů ke kontrakci srdečního svalu a pro sběr elektrických odezev vlastni elektrické činnosti srdce.The invention relates to a pacemaker unipolar electrode, in particular for transmitting electrical impulses to contraction of the heart muscle and for collecting electrical responses of the cardiac electrical activity itself.

K přenesení elektrického impulsu do tkáně srdečního svalu se užívá elektricky vodivá elektroda, napojená na zdroj kardiostimulačních signálů. Pro získání informací o elektrické aktivitě téhož svalu k inhibici signálu při obnovení spontánní srdeční akce se užívá tatáž elektroda, zapojená na vyhodnocovací zařízení.An electrically conductive electrode connected to a pacemaker signal source is used to transmit the electrical pulse to the heart muscle tissue. The same electrode connected to the evaluation device is used to obtain information about the electrical activity of the same muscle to inhibit the signal upon recovery of spontaneous cardiac action.

Požadavek na adekvátní přenos elektrického impulsu do srdečního svalu vyžaduje přiměřených intenzit elektrického proudu a to v rozmezí 1 až 50 mA/cm®. Tohoto cíle lze dosáhnout vhodnou dimenzaci zdroje impulsu a plochou vodivé části stimulační elektrody. Z hlediska ekonomie provozu implantovaných stimulátorů je vhodné plochu elektrody omezit na několik mm , které jsou nezbytné pro vybuzení reakce svalu.The requirement for adequate transmission of electrical pulse to the heart muscle requires adequate electrical current intensities ranging from 1 to 50 mA / cm®. This goal can be achieved by appropriate dimensioning of the pulse source and the flat conductive portion of the stimulation electrode. In terms of operating economy of implanted stimulators, it is advisable to limit the electrode area to a few mm, which are necessary to stimulate the muscle reaction.

Sběr informací o elektrické aktivitě svalu vyžaduje velkoplošný vodivý kontakt s tkání svalu vzhledem k nízké úrovni signálu, který nevzniká v přesně lokalizované oblasti.Collecting information about muscle electrical activity requires large area conductive contact with muscle tissue due to the low signal level that does not occur in a precisely localized area.

Protože z hlediska spolehlivosti funkce kardiostimulačniho systému je nevhodné propojení kardiostimulační elektrody vícevodičovým ohebným spojením, volí se obvykle kompromis mezi minimální plochou elektrody přenášející elektrický impuls do svalu při požadované intenzitě i při únosném zatížení elektrického napájecího systému a maximální plochou elektrody, sbírající odezvy z elektrické aktivity srdečního svalu. Je zřejmé, že nelze při jediné vodivé elektrodě vvhovět těmto protichůdným požadavkům, protože při zvýšení povrchu elektrody vzroste její citlivost k zachycení signálů, ale též vzrostou energetické nároky na zdrojSince pacing the pacemaker electrode with a multi-wire flexible connection is inappropriate for the reliability of the pacemaker function, a compromise is usually chosen between the minimum electrode area transmitting electrical pulse to the muscle at the desired intensity and bearable power supply system and the maximum electrode area collecting responses from cardiac electrical activity. muscle. Obviously, with a single conductive electrode, these contradictory requirements cannot be met because, as the electrode surface increases, its sensitivity to signal pick-up will increase, but also the energy demand of the source will increase.

224 492224 492

324492 budicích impulsů β tím i ns životnost napájecích článků stimulátoru. Uvedené nevýhody odstraňuje kardiostimuleční unipolámí elektroda, zejména pro předávání elektrických impulsů ke kontrakci srdečního svalu a pro sběr elektrických odezev vlastní elektrické činnosti srdce, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že boční část vnitřní elektrody, propojené přes oddělovací člen na zdroj impulsů a vyhodnocovací zařízení, je prostřednictvím izolační vložky obklopena nejméně jednou kontaktní elektrodou.324492 excitation pulses β and ns lifetime of stimulator supply cells. These disadvantages are overcome by the pacemaker unipolar electrode, in particular for transmitting electrical impulses to contraction of the heart muscle and for collecting electrical responses of the actual electrical activity of the heart, according to the invention. It is based on the fact that the side part of the inner electrode, which is connected via a separating member to the pulse source and the evaluation device, is surrounded by at least one contact electrode by means of an insulating insert.

Vhodné členění elektrodového systému umožňuje přenést vodivým spojením jak budicí impulsy v požadované intenzitě, tak získat elektrické odezvy z velké oblasti svalu. Vynález dále umožňuje snížit energetické nároky na zdroje stimulačních impulsů při zachování vysoké citlivosti k sběru signálu.Appropriate structure of the electrode system allows to conduct both the excitation pulses in the required intensity and to obtain electrical responses from a large area of the muscle by conductive coupling. The invention further makes it possible to reduce the energy requirements of the pacing pulse sources while maintaining a high sensitivity to signal collection.

Vynález je blíže objasněn na příkladech provedení pomocí přiloženého výkresu, na němž obr. 1 a 2 znázorňují dvě varianty řeěení kardiostimulační unipolámí elektrody.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in more detail with reference to the accompanying drawing, in which: FIGS. 1 and 2 show two variants of a cardiac pacing unipolar electrode.

Kardiostimuleční unipolámí elektroda podle vynálezu na obr. 1 je tvořena vnitřní elektrodou 1 ve tvaru válce, která je vodičem 2 spojena přes oddělovací člen J se zdrojem 4 impulsů a s vyhodnocováclm zařízením 2· Kontaktní elektroda 2 ve tvaru mezikruží je od vnitřní elektrody 1 dělena izolační vložkou 6. Sběr informací o elektrické aktivitě srdečního svalu se provádí z vnitřní e kontaktní elektrody i β 5 tak, že napětové impulsy jsou vedeny stejným vodičem 2 do oddělovacího členu J a vyhodnoceny ve vyhodnocovacím zařízení 2· Oddělovací člen. J, zdroj 4 impulzů a vyhodnocovací zařízení 2 mohou být součástí integrovaného kardiostimulačního zařízení. Vnitřní elektroda J. má meněí styčnou plochu s tkání než kontaktní elektrode 2·The pacemaker unipolar electrode according to the invention in Fig. 1 is formed by a cylindrical inner electrode 1, which is connected by a conductor 2 to a pulse source 4 via a separating member J and to an evaluation device 2. The annular contact electrode 2 is separated from the inner electrode 1 6. The collection of information about the electrical activity of the cardiac muscle is performed from the internal e contact electrode i β 5 such that the voltage pulses are routed through the same conductor 2 to the decoupling member J and evaluated in the evaluation device 2 · Decoupling member. The pulse source 4 and the evaluation device 2 may be part of an integrated pacemaker device. The inner electrode J has a smaller tissue-contact surface than the contact electrode 2.

Uvedeným řešením se dosáhne vysoké intenzity proudu v oblasti čelní plochy 8 vnitřní elektrody 1 s menší intenzity proudu v oblasti povrchu 2 kontaktní elektrody í, protože tato je zapojena pouze přes odpor tkáně svalu s povrchem čelní plochy § vnitřní elektrody 1.This solution achieves a high current intensity in the area of the front surface 8 of the inner electrode 1 with a lower current intensity in the area of the surface 2 of the contact electrode 1, since this is only connected through the resistance of the muscle tissue to the surface.

Volbou izolační mezery lze měnit poměr intenzit u čelní plochy 8 vnitřní elektrody i a povrchu 2 kontaktní elektrody 2 v širokých mezích, například 1 :2a zachovat přitom velkoploěný kontakt s tkání Srdeční svaloviny při sběru signálu z vlastní elektrické aktivity srdce.By selecting the insulating gap, the intensities of the front surface 8 of the inner electrode 1 and the surface 2 of the contact electrode 2 can be varied within wide limits, for example 1: 2a, while maintaining large contact with cardiac muscle tissue.

Kardiostimulační unipolámí elektroda podle obr. 2 tvořena vnitřní elektrodou i křížového průřezu, kterou obklopuje kontaktní elektrode 2, sestavená ze čtyř segmentů, jež jsou zpevněné spojkami J_1_, které procházejí otvory 10 ve vnitřní elektrodě 1· Obě elektrody 1 a 2 jsou od sebe odděleny izulační vložkou 6. Toto uspořádání umožňuje* orientované směrování impulsů rovnoměrně ve směru osy kardiostimulační unipolámí elektrody i do směru kolmého.The pacemaker unipolar electrode of FIG. 2 consists of an internal electrode 1 of cross-section surrounded by a contact electrode 2 composed of four segments that are reinforced by connectors 11 that extend through openings 10 in the internal electrode 1. The two electrodes 1 and 2 are separated by insulating This arrangement allows the directional directing of the pulses evenly in the direction of the axis of the pacemaker unipolar electrode even in the perpendicular direction.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A pacemaker unipolar electrode, in particular for transmitting electrical pulses to contraction of the heart muscle and for collecting electrical responses of the heart's own electrical activity, characterized in that a side portion of the inner electrode (1) connected via a separating member (3) to the pulse source (4) and evaluation The device (7) is surrounded by at least one contact electrode by means of an insulating insert (6).