DE102009033769A1

DE102009033769A1 - Crimp-Verbindung zwischen Stimulationselektrode und Leitungswendel

Info

Publication number: DE102009033769A1
Application number: DE102009033769A
Authority: DE
Inventors: Christoph St. Paul Vogt; Lena Lewandrowski; Stefan Schibli; Christiane Leitold; René RICHTER
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2029-07-18
Also published as: US20110015710A1; DE102009033769B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stimulationselektrode mit einem Grundkörper, wobei der Grundkörper einen Kopfbereich und einen Endbereich aufweist. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Endbereich ein nutartiges, radial umlaufendes Koppelelement aufweist, in das ein Verbindungsbereich einer Leitungswendel mittels plastischer Verformung einpressbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stimulationselektrode gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit einem Grundkörper, wobei der Grundkörper einen Kopfbereich und einen Endbereich aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Leitungswendel für ein medizinisches Elektrodensystem. Darüberhinaus betrifft die Erfindung ein medizinisches Elektrodensystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9 ein medizinisches Elektrodensystem mit einer Leitungswendel und einer Stimulationselektrode, wobei die Stimulationselektrode einen Grundkörper mit einem Kopfbereich und einem Endbereich aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verbindung einer Leitungswendel mit einer Stimulationselektrode.
Stimulationselektroden sowie medizinische Elektrodensysteme sind in der DE 10 2007 009 716 A1 beschrieben. Derartige Stimulationselektroden müssen mit elektrischen Zuleitungen – auch als Leitungswendel bezeichnet – verbunden werden. Die Stimulationselektroden bestehen dabei in der Regel aus einem hochschmelzenden Metall, die Zuleitungen aus einem Metall mit einer niedrigeren Schmelztemperatur. Diese beiden Komponenten werden häufig durch Laserschweißen miteinander verbunden. Dabei kann es jedoch vorkommen, dass aufgrund der Unterschiede der beiden miteinander zu verbindenden Metalle die erforderliche mechanische Stabilität oder elektrische Leitfähigkeit nicht erreicht werden. Es können Risse in der Schweißzone auftreten, die unter anderem durch Bildung intermetallischer Phasen oder durch das Erstarrungsverhalten nach dem Schweißen verursacht werden. Die Verschmelzung ist aufgrund unterschiedlicher Schmelztemperaturen teilweise unzureichend. Derartige Fehler sind in der Regel nicht zerstörungsfrei feststellbar, was zu erheblichen Problemen bei der Fertigung bzw. Qualitätssicherung führen kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stimulationselektrode, eine Leitungswendel und ein medizinisches Elektrodensystem zu schaffen, bei denen die genannten Nachteile vermieden werden, insbesondere eine stabile und langfristig beständige Verbindung zwischen der Stimulationselektrode und der Leitungswendel sichergestellt ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Stimulationselektrode mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Weiterhin wird zur Lösung dieser Aufgabe eine Leitungswendel mit den Merkmalen des Anspruchs 6 vorgeschlagen. Zusätzlich wird zur Lösung dieser Aufgabe ein medizinisches Elektrodensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen. Weiterhin wird zur Lösung dieser Aufgabe ein Verfahren zur Verbindung einer Leitungswendel mit einer Stimulationselektrode mit den Merkmalen des Anspruchs 15 vorgeschlagen. In den abhängigen Ansprüchen sind jeweils bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt. Merkmale und Details, die in Zusammenhang mit der Stimulationselektrode oder der Leitungswendel oder dem Verfahren beschrieben werden, gelten dabei auch in Zusammenhang mit dem medizinischen Elektrodensystem und jeweils umgekehrt.
Für die erfindungsgemäße Stimulationselektrode ist vorgesehen, dass der Endbereich ein nutartiges, radial umlaufendes Koppelelement aufweist, in das ein Verbindungsbereich einer Leitungswendel mittels plastischer Verformung einpressbar ist.
Zur Vermeidung der bei stoffschlüssigen Verbindungen zwischen Stimulationselektrode und Leitungswendel auftretenden Nachteile wird im Rahmen der Erfindung eine Stimulationselektrode vorgeschlagen, die ein Koppelelement aufweist, in das ein Verbindungsbereich einer Leitungswendel mittels plastischer Verformung einpressbar ist. Durch die plastische Verformung des Verbindungsbereichs entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen der Stimulationselektrode und der Leitungswendel. Zu diesem Zweck wird die Leitungswendel partiell in das nutartig in den Endbereich hinein geschnittene Koppelelement eingepresst. Durch die plastische Verformung der Leitungswendel ist sichergestellt, dass nach Ende der Krafteinwirkung die Verformung irreversibel ist. Somit entsteht im Anschluss an die plastische Verformung eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Koppelelement der Stimulationselektrode und dem Verbindungsbereich der Leitungswendel. Dies resultiert in einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung der Stimulationselektrode mit der Leitungswendel. Diese Art der Ausgestaltung der Stimulationselektrode, der Leitungswendel und des aus beiden gebildeten medizinischen Elektrodensystems ermöglicht eine Verbindung ohne die bei stoffschlüssigen Verbindungen auftretenden Nachteile. Durch die irreversible Verformung der Leitungswendel im Bereich des Koppelelements ergibt sich eine einrastende Verbindung zwischen dem Koppelelement und der Leitungswendel.
Im Rahmen der Erfindung wird als plastische Verformung eine irreversible, also dauerhafte, Verformung bezeichnen. Diese Verformung verbleibt auch nachdem die, die Verformung verursachende Kraft entfernt wird. Diese dauerhafte Verformung ist der bleibende Anteil einer über die Elastizitätsgrenze eines Materials hinausgehenden Verformung. Die plastische Verformung wird auch als plastische Dehnung oder plastisches Fließen bezeichnet.
Als Nut und/oder nutartiges, radial umlaufendes Koppelelement wird im Rahmen der Erfindung eine Vertiefung innerhalb des vorzugsweise zylinderartig ausgestalteten Endbereichs des Koppelelementes verstanden. Im Stand der Technik sind Stimulationselektroden bekannt, die in ihrem Endbereich dammartige Strukturen aufweisen. Diese dammartigen Strukturen erheben sich aus dem Endbereich heraus und dienen zur Verbindung der Stimulationselektrode mit einem diese abschirmenden Silikonschlauch. Im Gegensatz dazu unterscheidet sich die erfindungsgemäße Stimulationselektrode dadurch, dass sich das Koppelelement in den Endbereich hinein vertieft. Die Breite des Koppelelementes im Verhältnis zur Breite des gesamten Endbereichs ist klein. Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Breite des Koppelelementes maximal 20% der Länge des Endbereichs aufweist. Bei diesen Längenverhältnissen kann die Leitungswendel sicher in das Koppelelement plastisch verformt werden und zusätzlich noch ein weiterer Bereich – ein Teil des Leitungsbereichs – der Leitungswendel von dem Endbereich der Stimulationselektrode geführt werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Stimulationselektrode ein in dem Endbereich des Grundkörpers vertieft umlaufendes Koppelelement aufweist. Dieses Koppelelement wirkt wie ein Clipverschluss, in den ein Teil der Leitungswendel – später als Verbindungsbereich bezeichnet – formschlüssig und plastisch verformt eingepresst wird. Dadurch ergibt sich eine unmittelbare Verbindung zwischen der Stimulationselektrode und der Leitungswendel, ohne dass ein Verschmelzen und damit eine stoffschlüssige Verbindung zwischen beiden benötigt würde. Zusätzlich ist die erfindungsgemäß offenbarte Verbindung durch das formschlüssige und plastisch verformt Einbringen der Leitungswendel in das Koppelelement zerstörungsfrei feststellbar, was somit zu erheblichen Vorteilen bei der Fertigung und Qualitätssicherung führt.
Im Rahmen der Erfindung wird als „formschlüssige Verbindung” das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern bezeichnet. Beim Formschluss werden die Kräfte, welche durch die Betriebslast verursacht werden, rechtwinklig zu den beiden Flächen der Verbindungspartner übertragen. Erfindungsgemäß kann ein Teil der Kraft, welche von der Leitungswendel auf die Stimulationselektrode oder umgekehrt eingebracht wird, auch kraftschlüssig übertragen werden. Die Bezeichnung, dass Stimulationselektrode und Leitungswendel formschlüssig miteinander verbunden sind, schließt auch eine zumindest partielle kraftschlüssige Verbindung nicht aus.
Im Rahmen der Erfindung bezeichnet der Begriff „Stimulationselektrode” nicht die Übergangsstelle der elektrischen Energie nach physikalischer Definition, sondern bezieht sich auf die technische Leitung aus elektrischem Leiter, und kann gegebenfalls auch eine umhüllende Isolation, sowie alle weiteren funktionellen Elemente, die mit der Leitung fest verbunden sind, umfassen. Im Folgenden wird zu Klarstellungszwecken der eigentlich im physikalischen Sinne agierende Abschnitt der Stimulationselektrode, die die Übergangsstelle der elektrischen Energie umfasst, als ”elektrisch aktive Fläche” bezeichnet.
Um die Verbindung zwischen der Leitungswendel und der Stimulationselektrode weiter zu verbessern, zeichnet sich eine vorteilhafte Ausgestaltung der Stimulationselektrode dadurch aus, dass ein Bodenbereich des Koppelelementes profiliert ist, um eine zumindest bereichsweise Führung wenigstens einer Schleife der Leitungswendel in dem Koppelelement zu erzielen. So kann beispielsweise das Koppelelement einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wohingegen die Leitungswendel aus rundem Draht helixförmig gewickelt ist. Um eine möglichst große Kontaktfläche zu erzielen, wird erfindungsgemäß eine Profilierung in dem Bodenbereich des Koppelelementes eingebracht. Diese Profilierung kann „V”- oder „W”-artig ausgestaltet sein. Dabei kann vorzugsweise die Weite jeder der Profilierungen an den Durchmesser des Drahtes angepasst sein, aus dem die Leitungswendel geformt ist. Im Rahmen der Erfindung wird der Verbindungsbereich der Leitungswendel in das Koppelelement eingepresst. Dabei können auch Teile der Leitungswendel in die Profilierung des Bodenbereichs hineingepresst werden. Im Rahmen der plastischen Verformung der Leitungswendel werden die Drähte der Leitungswendel irreversibel in Bereiche der Führungen des Bodenbereichs des Koppelelements hineingedrückt. Dadurch ergibt sich eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen dem Koppelelement und der Schleife im Vergleich zu nicht profilierten Koppelelementen. Vorteilhafterweise ist der Querschnitt der Profilierung des Bodenbereichs des Koppelelements angepasst an die geometrische Form der Leitungswendel und/oder der Schleifen der Leitungswendel. Durch die Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen der dem Koppelelement und der Leitungswendel ist eine Verbesserung des Kraftschlusses – sowohl form- als auch kraftschlüssig – zwischen der Leitungswendel und dem Koppelelement erzielbar.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Stimulationselektrode zeichnet sich dadurch aus, dass der Bodenbereich des Koppelelementes einen sägezahnähnlichen Querschnitt aufweist. In diesem Falle ist der Bodenbereich nicht im Wesentlichen parallel zum Endbereich der Stimulationselektrode verlaufend. Vielmehr ist das Koppelelement in Richtung des Endes der Stimulationselektrode vertieft. Dadurch erhält das Koppelelement im Querschnitt einen sägezahnähnlichen Verlauf. Dieser Verlauf ermöglicht ein Selbstsichern der Leitungswendel in dem radial umlaufenden Koppelelement. Wird mit einer Kraft an der Leitungswendel gezogen, führt dies dazu, dass die Leitungswendel weiter in das Koppelelement hineingezogen wird und somit die Kraft besser aufnehmen kann. Durch das Einpressen des Verbindungsbereichs in das sägezahnartig ausgestaltete Koppelelement passt sich der Verbindungsbereich in seinem Verlauf dem sägezahnähnlichen Verlauf des Bodenbereichs an. Folglich weisen die einzelnen Schleifen des Verbindungsbereichs unterschiedliche Durchmesser auf, nachdem sie mittels plastischer Verformung in das Koppelelement eingepresst wurden. Dies erleichtert ebenfalls den Kraftübergang zwischen Leitungswendel und Stimulationselektrode.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Stimulationselektrode zeichnet sich dadurch aus, dass die Stimulationselektrode wenigstens einen aus der Gruppe Tantal, Niob, Titan oder Platin aufweist, insbesondere dass die Stimulationselektrode eine TaNbW-Legierung aufweist. Die genannte Gruppe von Metallen zeichnet sich durch eine besondere Biokompatibilität, sowie hohe elektrische Leitfähigkeit aus. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante weist die Stimulationselektrode eine Tantal-Niob-Wolfram-Legierung (TaNbW-Legierung mit 10 Gew.-% Niob und 7,5 Gew.-% Wolfram) auf oder besteht aus dieser. Die Tantal-Niob-Wolfram-Legierung hat sich als Basismaterial für den Grundkörper und die Tantaloxidschicht als besonders bevorzugt herausgestellt, da diese gegenüber der häufig verwendeten Platin-Iridium-10-Legierung (Ptlr10) eine nahezu doppelt so hohe Zugfestigkeit und eine annähernd doppelt so große spezifische Kapazität aufweist. Dadurch ist eine Reduktion der Verluste bei der Übertragung von Stimulationspulsen möglich.
Die erfindungsgemäße Stimulationselektrode kann das Ventilmetall Tantal aufweisen oder aus diesem bestehen. Die solcherart ausgestaltete Stimulationselektrode kann mittels Hochspannungspulsen mit einer Tantaloxidschicht versehen werden. Das dazu genutzte Verfahren wird auch als plasmaelektrolytische Oxidation (PEO) bezeichnet und ist in der WO 2006/104432 A1 für Niob näher beschrieben. In dem offenbarten Verfahren wird auf der Oberfläche der Stimulationselektrode durch plasmaelektrolytische Oxidation eine poröse Struktur des entsprechenden Metalloxides erzeugt. Als Besonderheit hat sich dabei herausgestellt, dass die poröse Struktur Poren aufweist, welche deutlich größer sind als aus dem bisherigen Stand der Technik bekannt. Somit ergibt sich eine Stimulationselektrode mit einem elektrisch leitenden Grundkörper, wobei der Grundkörper insbesondere Tantal aufweist, und der Grundkörper zumindest teilweise mit einer mittels Hochspannungspulsen anodisch aufgebrachten porösen Tantaloxidschicht bedeckt ist.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Leitungswendel für ein medizinisches Elektrodensystem. Für Leitungswendeln aus dem Stand der Technik wurden die Nachteile schon oben beschrieben. Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leitungswendel zu offenbaren, die eine stabile und langfristig beständige Verbindung, mit einer Stimulationselektrode ermöglicht. Im Rahmen der Erfindung wird eine Leitungswendel für ein medizinisches Elektrodensystem offenbart mit einem Leitungsbereich und einem Verbindungsbereich, wobei der Verbindungsbereich an den Leitungsbereich anschließt, und der Verbindungsbereich mittels plastischer Verformung in ein Koppelelement einer Stimulationselektrode einpressbar ist. Merkmale und Details, die schon in Zusammenhang mit der Stimulationselektrode beschrieben worden sind und sich auf die Leitungswendel beziehen, gelten selbstverständlich für die hier offenbarte erfindungsgemäße Leitungswendel und umgekehrt.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Leitungswendel derart ausgestaltet ist, dass diese eine plastische Verformung wenigstens eines Abschnittes ermöglicht, welcher dann in das Koppelelement eingepresst wird. Diese Besonderheit kann dadurch erzielt werden, dass die gesamte Leitungswendel aus einem Material hergestellt wird, welches eine plastische Verformung ermöglicht. Alternativ kann nur der Verbindungsbereich aus einem Material hergestellt sein, welches sich plastisch verformen lässt. Bei dieser Ausführungsvariante ist es möglich, dass der Leitungsbereich entweder spröde und somit nicht plastisch verformbar ist, oder aus einem Material besteht, bei welchem für eine plastische Verformung eine größere Kraft benötigt wird als bei dem Material des Verbindungsbereichs.
Die Schleifen der Leitungswendel können als Mehrfachwendel ausgebildet sein, wobei die einzelnen Drähte koaxial und parallel zueinander liegen können und den gleichen Außendurchmesser aufweisen. Auch können die Schleifen der Leitungswendel multifilar aus einer Mehrzahl von Drähten gewickelt und mit einer elektrischen Isolierung versehen sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Leitungswendel zeichnet sich dadurch aus, dass die Leitungswendel wenigstens einen aus der Gruppe MP-35, MP-35N und DFT aufweist. In dieser vorteilhaften Variante kann die Leitungswendel ein ”Drawn Filled Tube” (DFT) aufweisen. Solche DFT weisen zwei Komponenten auf, eine bioresistente, biokompatible und nicht toxische Komponente und eine Komponente aus einem Material mit niedrigem elektrischem Widerstand. Die bioresistente, biokompatible und nicht toxische Komponente ist meistens dazu ausgestaltet, die Komponente aus einem Material mit niedrigem elektrischem Widerstand zu schützen. Bevorzugt wird Platin, Iridium oder eine Legierung aus diesen beiden Materialien. In einer weiteren Ausführung ist der Kern mit geringem elektrischen Widerstand aus einem Material der Vanadiumgruppe (5. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente) oder Kupfergruppe (1. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente). Vorzugsweise ist der Kern des DFT-Drahtes aus Tantal (Ta), Niob (Nb) oder Gold (Au). Weiterhin kann die Leitungswendel MP-35 und/oder MP-35N aufweisen (MP35N ist eine geschützte Marke der SPS Technologies, Inc.). MP35N weist im Wesentlichen etwa 35 Gew.-% Nickel, etwa 35 Gew.-% Kobalt, etwa 20 Gew.-% Chrom und etwa 10 Gew.-% Molybdän auf.
Um ein günstiges Massenverhältnis für die eine Defibrillationselektrode bildende Leitungswendel zu erziehen, kann vorgesehen sein, dass ein Außendurchmesser dieser Leitungswendel wenigstens das Fünf-, Sechs-, oder Siebenfache des Durchmessers des wendelbildenden Drahtes oder einen Zwischenwert davon beträgt. Dies ergibt eine flexible Leitungswendel mit günstiger Außenabmessung, die eine ausreichend große Feldstärkeverteilung bei der Defibrillation und damit eine relativ niedrige Schockenergie ermöglicht.
Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltungsform der Leitungswendel zeichnet sich dadurch aus, dass der Verbindungsbereich eine oder mehrere Schleifen der Leitungswendel umfasst. Die Schleifen sind helixförmig angeordnet, um die Leitungswendel zu formen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Mehrzahl von wenigstens zwei Schleifen stoffschlüssig, wie etwa durch Schweißen, verbunden. Durch die stoffschlüssige Verbindung der Schleifen ergibt sich eine Art Anschlusselement, welches in das nutartige Koppelelement formschlüssig eingepresst wird. Durch das Verbinden mehrerer Schleifen der Leitungswendel im Verbindungsbereich wird weiterhin verhindert, dass die jeweiligen Drahtenden und/oder Schleifenenden der Leitungswendel sich bei Benutzung aufwickeln.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein medizinisches Elektrodensystem mit einer Leitungswendel und einer Stimulationselektrode, wobei die Stimulationselektrode einen Grundkörper mit einem Kopfbereich und einem Endbereich aufweist. Für ein solcherart ausgestaltetes medizinisches Elektrodensystem wurden die Nachteile oben schon beschrieben. Damit ergibt sich ebenfalls die oben dargelegte Aufgabe. Zur Lösung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Endbereich ein nutartiges, radial umlaufendes Koppelelement aufweist, die Leitungswendel einen endseitigen Verbindungsbereich aufweist, und nach einer plastischer Verformung der Verbindungsbereich in das Koppelelement formschlüssig eingerastet ist. Das erfindungsgemäße medizinische Elektrodensystem ist zusammengesetzt aus der erfindungsgemäßen Stimulationselektrode und der erfindungsgemäßen Leitungswendel. Dabei sind die beiden Elemente – Stimulationselektrode und Leitungswendel – so aufeinander angepasst, dass sie in Kombination das erfindungsgemäße medizinische Elektrodensystem bilden. Durch die plastische Verformung des Verbindungsbereichs der Leitungswendel wird diese in das Koppelelement der Stimulationselektrode eingepresst. Dadurch ergibt sich ein formschlüssiges Einrasten. In einer Verbindungssituation ist somit der Verbindungsbereich der Leitungswendel plastisch in das Koppelelement eingeformt. Merkmale und Details, die in Zusammenhang mit der Leitungswendel oder der Stimulationselektrode beschrieben wurden, gelten selbstverständlich auch für das medizinische Elektrodensystem und umgekehrt.
Das medizinische Elektrodensystem dient als elektrische Verbindung zwischen einem elektrotherapeutischen implantierbaren Gerät, welches ein Neurostimulator, ein Herzschrittmacher, ein Defibrillator oder ein anderes geeignetes elektrotherapeutisches implantierbares Gerät sein kann, und der zu therapierenden Stelle im Körper. Diese Körperstellen können verschiedenster Art sein, wie zum Beispiel ein Herz. Das medizinische Elektrodensystem kann nicht nur der Übertragung von therapeutischen Impulsen dienen, sondern auch zur Übertragung von Körper- und Messsignalen zum Implantat, damit eine geeignete Therapie speziell als Antwort auf die Körpersignale erfolgen kann.
Das erfindungsgemäße medizinische Elektrodensystem weist einen langgestreckten Körper mit einem proximalen und einem distalen Ende auf. Am proximalen Ende ist eine Verbindung zu einem elektrotherapeutischen implantierbaren Gerät vorgesehen. Dabei kann es sich um einen Herzschrittmacher, Cardioverter/Defibrillator oder ein anderes geeignetes Herzrhythmusgerät handeln. Am distalen Ende befindet sich eine Befestigungseinrichtung zur sicheren Befestigung der. Stimulationselektrode am Herzgewebe. Dies kann einerseits eine sogenannte passive Fixierung sein, die ankerförmig ausgebildet ist und sich so im Herzmuskel verhaken kann.
Andererseits kann es sich um eine aktive Fixierung handeln, die durch eine einschraubbare helixförmige Schraube aktiv in das Herzgewebe eingeschraubt werden kann. Diese schraubenförmig ausgestaltete Stimulationselektrode kann auch elektrisch leitfähig sein und so als zusätzliche elektrisch aktive Fläche wirken. Weiterhin kann der Bereich des medizinischen Elektrodensystems, der sich zwischen dem proximalen und distalen Ende befindet, gegen die Umgebung abgedichtet und isoliert sein. Die Außenfläche ist dabei mit Silikon oder einem ähnlichen Kunststoff beschichtet. Im distalen Bereich des medizinischen Elektrodensystems ist die abgedichtete und isolierte Außenfläche durch mindestens eine elektrisch aktive Fläche unterbrochen. Bei diesen elektrisch aktiven Flächen handelt es sich um Bereiche der Stimulationselektrode, die zum Beispiel eine Stimulation der oben genannten Art im Atrium des Herzens ermöglichen können.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des medizinischen Elektrodensystems zeichnet sich dadurch aus, dass die zwei miteinander verbundenen Teile Leitungswendel und Stimulationselektrode aus Metallen mit unterschiedlicher Schmelztemperatur aus der Gruppe bestehend aus den Elementen Pt, Pd, Ag, Au, Nb, Ta, Ti, Zr, W, V, Hf, Mo, Co, Cr, Ni, Ir, Re, Ru sowie aus Legierungen auf Basis mindestens eines dieser Elemente gebildet sind, insbesondere, dass das Metall der Leitungswendel eine niedrigere Schmelztemperatur als das Metall der Stimulationselektrode aufweist. Im Stand der Technik ist es bekannt, Stimulationselektroden und Leitungswendel durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen, miteinander zu verbinden. Aufgrund der Unterschiede, insbesondere in den Schmelztemperaturen der beiden miteinander zu verbindenden Materialien, ergeben sich allerdings Schwierigkeiten. So können Risse in der Schmelzzone auftreten, die durch das unterschiedliche Erstarrungsverhalten der beiden verwendeten Materialien verursacht werden. Um nicht auf die Verwendung von Materialien mit sehr unterschiedlichen Schmelztemperaturen für einerseits die Leitungswendel und andererseits die Stimulationselektrode verzichten zu müssen, bietet sich das erfindungsgemäße medizinische Elektrodensystem an. Mittels der beschriebenen Ausgestaltung der Leitungswendel und der Stimulationselektrode – die das erfindungsgemäße medizinische Elektrodensystem ergeben – können einerseits die Leitungswendel und andererseits die Stimulationselektrode jeweils aus Metallen geformt werden, die sehr unterschiedliche Schmelztemperaturen aufweisen. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante beträgt die Differenz der Schmelztemperaturen der beiden Teile – Leitungswendel und Stimulationselektrode – mindestens 1.000°C, insbesondere mindestens 1.500°C. Eine andere vorteilhafte Ausführungsvariante zeichnet sich dadurch aus, dass die Schmelztemperatur des höher schmelzenden Materials mindestens 2.400°C, insbesondere mindestens 2.800°C, beträgt. So kann in einer Ausführungsvariante die Leitungswendel MP-35 aufweisen und die Stimulationselektrode Tantal. MP35 (etwa 35 Gew.-% Nickel, etwa 35 Gew.-% Kobalt, etwa 20 Gew.-% Chrom und etwa 10 Gew.-% Molybdän) hat einen Schmelzpunkt von etwa 1400°C. Tantal hat einen Schmelzpunkt von 2996°C, so dass die Temperaturdifferenz der Schmelztemperaturen der beiden Materialien größer als 1500°C ist. In einem weiteren Beispiel kann die Stimulationselektrode aus Ta-10W gebildet sein, mit einem Schmelzpunkt von 3040°C. Die Leitungswendel ist gebildet aus einem Kernmanteldraht (DTF), wobei der Kern aus Tantal und der Mantel aus MP35N bestehen. Auch hier beträgt die Differenz der Schmelztemperaturen der beiden Teile über 1500°C. Als Stimulationselektrode wird in einem weiteren Beispiel eine niobhaltige Stimulationselektrode verwendet. Wird eine Leitungswendel aus MP35N verwendet, beträgt die Differenz der Schmelztemperaturen mehr als 1000°C, da die Schmelztemperatur von Niob 2468°C beträgt. Mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Stimulationselektrode und Leitungswendel ist aber eine unmittelbare Verbindung der beiden Teile Leitungswendel und Stimulationselektrode ohne Nachteile möglich, da kein Stoffschluss angestrebt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen medizinischen Elektrodensystems zeichnet sich dadurch aus, dass ein Crimp-Ring den Verbindungsbereich zumindest bereichsweise in das Koppelelement einpresst. Dabei ist vorgesehen, dass sowohl Crimp-Ring als auch Verbindungsbereich plastisch verformt werden. Der Crimp-Ring kann dabei zumindest partiell in Bereiche des Verbindungsbereichs hineinfließen und so möglicherweise zu einer stoff- und/oder kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung zwischen Crimp-Ring und Verbindungsbereich führen. Der Crimp-Ring verstärkt die Verbindung zwischen dem Leitungswendel und der Stimulationselektrode. Dabei kann der Crimp-Ring vorteilhafterweise aus den Materialien der Leitungswendel und/oder der Stimulationselektrode aufgebaut sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das medizinische Elektrodensystem dadurch gekennzeichnet, dass nach einer plastischen Verformung des Crimp-Ringes der Verbindungsbereich in das Koppelelement formschlüssig eingerastet ist. Bei dieser Ausführungsvariante wird der Crimp-Ring plastisch verformt. Der Verbindungsbereich der Leitungswendel kann, muss aber nicht, plastisch verformt werden. Durch die plastische Verformung des Crimp-Ringes ist sichergestellt, dass der Verbindungsbereich derart in das Koppelelement eingepresst wird, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungsbereich und dem Koppelelement entsteht. Der Crimp-Ring stellt sicher, dass der Verbindungsbereich nicht aus dem Koppelelement ausrasten kann. Vielmehr sorgt der Crimp-Ring dafür, dass die Schleifen des Verbindungsbereichs in das radial umlaufende Koppelelement eingepresst werden. In einer Verbindungssituation – also bei einer formschlüssigen Verbindung zwischen Leitungswendel und Stimulationselektrode – wird der Crimp-Ring plastisch zumindest bereichsweise derart in das Koppelelement eingeformt, dass der Verbindungsbereich formschlüssig in das Koppelelement einrastet.
Im Rahmen der Erfindung wird weiterhin die Verwendung eines Crimp-Ringes zur Verbindung einer Leitungswendel und einer Stimulationselektrode beansprucht. Wie oben dargelegt, kann der Crimp-Ring dazu genutzt werden, den Verbindungsbereich der Leitungswendel in das Koppelelement der Stimulationselektrode einzupressen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Verwendung eines Crimp-Ringes beansprucht, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Crimp-Ring einen Verbindungsbereich der Leitungswendel plastisch verformt. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Crimp-Ring wenigstens einen aus der Gruppe Ta, Ti, Nb oder Pt aufweist, insbesondere, wenn der Crimp-Ring MP-35 aufweist. Merkmale und Details, die in Zusammenhang mit der Leitungswendel, der Stimulationselektrode und dem medizinischen Elektrodensystem beschrieben wurden, gelten dabei selbstverständlich auch für die Verwendung des Crimp-Ringes in Zusammenhang mit den genannten Teilen.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Verbindung einer Leitungswendel mit einer Stimulationselektrode. Die sich bei bekannten Verfahren ergebenden Nachteile wurden schon oben beschrieben. Daraus ergibt sich die gleichfalls oben aufgeführte Aufgabe. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Verbindungsbereich der Leitungswendel mittels plastischer Verformung in eine nutartiges Koppelelement der Stimulationselektrode eingepresst wird. Im Rahmen der Erfindung ist mit dem hier aufgeführten Begriff der plastischen Verformung sowohl umfasst, dass der Verbindungsbereich der Leitungswendel plastisch verformt wird, als auch, dass nur ein Crimp-Ring, der über den Verbindungsbereich gelegt wird, plastisch verformt wird, ohne dass es zu einer plastischen Verformung des Verbindungsbereichs kommt.
Merkmale und Details, die ansonsten für die Leitungswendel, die Stimulationselektrode oder das medizinische Elektrodensystem offenbart wurden, gelten selbstverständlich auch in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und umgekehrt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der Verbindungsbereich der Leitungswendel mittels eines Crimp-Ringes in eine nutartiges Koppelelement der Stimulationselektrode eingepresst wird. Ein besonderer Vorteil ist dabei gegeben, wenn die Schleifen des Verbindungsbereichs und/oder ein Ende der Leitungswendel verschweißt werden, um ein Aufwickeln zu verhindern. Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn wenigstens zwei Schleifen des Verbindungsbereichs zumindest bereichsweise verschweißt werden. Auch diese Verschweißung verhindert ein Aufwickeln der Schleifen der Leitungswendel im Verbindungsbereich.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Stimulationselektrode,
2 eine schematische Ausschnittsvergrößerung der Stimulationselektrode gemäß 1 zur Verdeutlichung eines Koppelelements,
3 eine weitere alternativen Ausgestaltung des Koppelelementes,
4 eine weitere Ausgestaltung des Koppelelementes,
5 eine erfindungsgemäße Leitungswendel,
6 die erfindungsgemäße Leitungswendel mit einer abweichenden Schleifenform,
7 eine weitere Leitungswendel mit einer abweichenden Schleifenform,
8 eine alternative Ausgestaltungsform der Leitungswendel,
9 eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung der Leitungswendel,
10 einen Endbereich der Stimulationselektrode mit einer eingerasteten Leitungswendel,
11 eine Ausschnittsvergrößerung eines Endbereichs der erfindungsgemäßen Stimulationselektrode mit einer eingerasteten Leitungswendel,
12 eine weitere Ausgestaltung eines medizinischen Elektrodensystems,
13 eine weitere Ausgestaltung des medizinischen Elektrodensystems,
14 eine alternative Ausgestaltung des medizinischen Elektrodensystems,
15 ein medizinisches Elektrodensystem analog zu 14 mit alternativem Koppelelement,
16 eine weitere Ausgestaltungsform des Koppelelements, verdeutlicht anhand einer Ausschnittsvergrößerung des medizinischen Elektrodensystems,
17 das medizinische Elektrodensystem aus 16 mit einem Crimp-Ring,
18 eine Aufsicht auf das medizinische Elektrodensystem gemäß 18,
19–21 die Verfahrensschritte beim Verbinden der Leitungswendel mit der Stimulationselektrode,
22 ein Elektrodensystem mit einem aufgesetzten Crimp-Ring,
23 das Elektrodensystem aus 22 in einer Aufsicht,
24 eine weitere Ausgestaltung des Elektrodensystems mit einem Crimp-Ring und
25 eine Aufsicht auf das medizinische Elektrodensystem aus 24.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Stimulationselektrode 20 gezeigt. Die Stimulationselektrode 20 weist einen zylinderartig ausgestalteten Grundkörper 21 auf. Der Grundkörper 21 weist einen Kopfbereich 22 und einen Endbereich 23 auf. Die Darstellung des Kopfbereichs ist nur schematisch. Der Kopfbereich 22 weist eine aktive Fläche auf, die zur Übertragung und/oder Sensierung von elektrischen Impulsen genutzt wird. Weiterhin weist der Grundkörper 21 den Endbereich 23 auf, der ebenfalls zylinderartig ausgestaltet ist. Im Inneren des Grundkörpers 21 verläuft eine Bohrung, so dass die Stimulationselektrode rohrartig ausgebildet ist. Der Endbereich 23 weist ein nutartiges, radial umlaufendes Koppelelement 25 auf, in das ein Verbindungsbereich 42 einer Leitungswendel 40 mittels plastischer Verformung und/oder einen Crimp-Ring einpressbar ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Koppelelement 25 einen rechteckigen Querschnitt auf. Im Stand der Technik sind Endbereiche bekannt, welche dammartige Aufbauten aufweisen, die zur Verbindung einer Stimulationselektrode mit einem Silikonschlauch genutzt werden. Im Gegensatz dazu handelt es sich bei dem Koppelelement 25 um eine Vertiefung, die in das Material des Endbereichs 23 eingebracht wird. Unter dem Begriff „nutartig” wird verstanden, dass die vertiefte Fläche des Koppelelements 25 kleiner ist gegen die Gesamtfläche des zylinderartig ausgestalteten Endbereichs. Bei einer dammartigen Struktur weisen die herausragenden Dämme eine Fläche auf, die kleiner ist als die dazwischenliegenden Bereiche des Endbereichs 23. Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn eine Breite 29 des Koppelelements 25 maximal 25% der Länge 24 des Endbereichs 23 beträgt.
In den folgenden 2–4 und 11–16 ist jeweils eine Ausschnittsvergrößerung einer erfindungsgemäß ausgestalteten Stimulationselektrode 20 dargestellt. Die Ausschnittsvergrößerung umfasst dabei jenen Bereich, der in 1 mit dem Zeichen I gekennzeichnet ist. Dieses verdeutlicht insbesondere 2, welche die Ausschnittsvergrößerung der in 1 gezeigten Stimulationselektrode 20 darstellt. Hier handelt es sich um eine Stimulationselektrode 20 mit einem rechteckigen, nutartig ausgestalteten und um den Umfang des Grundkörpers radial umlaufenden Koppelelements 25.
Die 3 und 4 zeigen den Bereich I der Stimulationselektrode 20. In 3 weist die Stimulationselektrode 20 ein profiliertes Koppelelement 25' auf. Ein Bodenbereich 26 des Koppelelementes ist dabei profiliert, um eine zumindest bereichsweise Führung wenigstens einer Schleife einer Leitungswendel in dem Koppelelement 25 zu erzielen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Bodenbereich 26 eine „V”-artige Ausgestaltung auf. Der Bodenbereich 26 ist mit zwei V-förmigen Einschnitten versehen, in denen jeweils eine Schleife einer Leitungswendel gelagert werden kann. Durch die Lagerung einer Schleife einer Leitungswendel 40 in den V-förmigen Bodenbereich 26 ergibt sich eine größere Kontaktfläche zwischen der Leitungswendel und dem Koppelelement 25 bzw. der Stimulationselektrode 20. So wird eine verbesserte Kraftübertragung zwischen der Stimulationselektrode 20 und einer Leitungswendel 40 ermöglicht.
4 zeigt einen Bodenbereich 26 des Koppelelements 25'', der einen sägezahnähnlichen Querschnitt aufweist. Dabei vertieft sich das Koppelelement 25'' in Richtung eines Endes des Endbereichs 23. Dieser abgeschrägte Bodenbereich 26 des Koppelelements 25'' sorgt dafür, dass bei einer Belastung die Leitungswendel in Richtung eines Wandbereichs 28 gezogen wird.
Das Koppelement 25, 25', 25'' der erfindungsgemäßen Stimulationselektrode 10 ist jeweils dazu ausgelegt, dass der Verbindungsbereich einer Leitungswendel in diesen eingepresst wird. Das Einpressen soll dabei erfindungsgemäß mittels plastischer Verformung geschehen. In einem ersten Schritt ist dabei zu verstehen, dass der Verbindungsbereich 42 der Leitungswendel 40 plastisch verformt wird. Diese plastische Verformung führt zu einer irreversiblen Veränderung des Radius der Leitungswendel 40, so dass die Leitungswendel bzw. der Verbindungsbereich nicht mehr aus dem Koppelelement entnommen werden können. In einer zweiten, später noch genauer zu beschreibenden Ausführungsvariante, wird ein Crimp-Ring plastisch verformt und presst dabei den Verbindungsbereich 41 der Leitungswendel 40 in das radial umlaufende Koppelelement 25, 25', 25''. In diesem Fall kann es, muss aber nicht, zu einer plastischen Verformung des Verbindungsbereichs 41 kommen. Folglich werden im Rahmen der Erfindung drei mögliche plastische Verformungen beansprucht:

• eine plastische Verformung des Verbindungsbereichs 41 der Leitungswendel 40,
• eine plastische Verformung eines Crimp-Ringes 60 und
• eine plastische Verformung des Verbindungsbereiches 41 und des Crimp-Ringes 60.

Das Koppelelement 25, 25', 25'' ist dabei so ausgelegt, dass es unabhängig von dem zu verwendenden plastisch verformten Bauteil jeweils für eine formschlüssige Verbindung mit dem Verbindungsbereich 42 der Leitungswendel 40 sorgt.
Die 5–9 verdeutlichen eine Mehrzahl von erfindungsgemäß ausgestalteten Leitungswendeln 40 für ein medizinisches Elektrodensystem 10. Die Leitungswendeln 40 dienen als Transportleitungen für elektrische Impulse von einem Körperteil zu einem medizinischen implantierbaren Gerät oder in entgegengesetzter Richtung. Die Leitungswendel 40 weist dabei einen Leitungsbereich 41 und einen Verbindungsbereich 42 auf. Mittels des Verbindungsbereichs 42 ist die Leitungswendel 40 an die Stimulationselektrode 20 anschließbar. Der Verbindungsbereich 42 schließt sich endseitig an den Leitungsbereich 41 an. Ausgangspunkt für die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Stimulationselektrode 20 und der Leitungswendel 40 sind Probleme, die sich beim stoffschlüssigen Verbinden zweier Materialien ergeben, die sehr unterschiedliche Schmelztemperaturen aufweisen. Durch unterschiedliches Erstarrungsverhalten ergeben sich Risse und intermetallische Phasen, die zu einer Schwächung der Verbindung führen. Um diesen Nachteil zu überwinden, weist die erfindungsgemäße Leitungswendel 40 einen Verbindungsbereich 42 auf, der genutzt wird, um in das nutartige Koppelelement 25 eingepresst zu werden.
Die 5 verdeutlicht, dass die Leitungswendel 40 aus einzelnen Schleifen 43 besteht, welche einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Um die Leitungswendel und/oder die Schleifen 43 der Leitungswendel zu formen, wird ein Draht helixförmig aufgewickelt. Es ist auch möglich, dass die durch den Draht gebildeten Schleifen 43 der Leitungswendel 40 einen rechteckartigen Querschnitt aufweisen, wie in 6 verdeutlicht. Dieser Querschnitt kann beispielsweise durch ein Ziehen oder Quetschen eines ansonsten mit rundem Querschnitt versehenen Drahtes erzeugt werden. Die 6 soll darüberhinaus verdeutlichen, dass die Leitungswendel 40 durch eine Mehrzahl von Drähten gebildet werden kann. In diesem Falle werden drei helixförmige Schraubenwendeln derart ineinander geschraubt, dass eine Leitungswendel 40 entsteht, bei der die einzelnen Schleifen 43 der Schraubenwendeln nebeneinander angeordnet sind. Dies soll durch eine Schraffierung verdeutlicht werden, die eine der drei Schraubenwendeln darstellt. Die drei Schraubenwendeln, welche die Leitungswendel 40 formen, bilden dabei Schleifenpakete 44, die jeweils drei Schleifen 43 umfassen.
In den 7–9 sind weitere vorteilhafte Ausführungsgestaltungen der Leitungswendel 40 dargestellt. Bei den verwendeten Leitungswendeln handelt es sich um sogenannte „Drawn Filled Tubes” (DFT). Dabei weist eine DFT zwei Komponenten auf: eine bioresistente, nicht toxische Komponente und eine Komponente aus einem Material mit niedrigem elektrischen Widerstand. Im Allgemeinen bildet die biokompatible Komponente einen Überzug über die Komponente mit dem niedrigen elektrischen Widerstand. In den 7–9 soll dieses dadurch verdeutlicht werden, dass jede der Schleifen 43 einen Kern 48 aufweist, welcher die Komponente mit dem niedrigen elektrischen Widerstand repräsentieren soll. Wie die Figuren verdeutlichen, kann der Querschnitt der einzelnen Schleifen 43 variieren. 7 zeigt einen runden Querschnitt, 8 einen rechteckartigen und 9 einen abgeflachten Querschnitt. Je nach Verwendungszweck kann einer der dargestellten Arten der Leitungswendel 40 Verwendung finden. Dabei verdeutlicht 8 wieder die Verwendung von mehrfach ineinander gedrehten Schraubenwendeln zur Bildung der Leitungswendel 40, was in Schleifenpaketen 44 resultiert. Darüberhinaus wurden die Schleifen des Schleifenpakets 44 in dem Verbindungsbereich 42 durch Schweißpunkte 80 zumindest bereichsweise stoffschlüssig miteinander verbunden. Dieses stoffschlüssige Verbinden verhindert ein Aufwickeln und/oder Auffasern der Schleifen 43 und/oder des Schleifenpakets 44.
In 10 ist ein Endbereich einer Stimulationselektrode 20 dargestellt. Erfindungsgemäß wurde der Verbindungsbereich 42 der Leitungswendel 40 mittels plastischer Verformung in das Koppelelement eingepresst. Durch die plastische Verformung des Verbindungsbereichs 42 ist dessen erster Radius 61 kleiner als ein zweiter Radius 60 des nicht plastisch verformten Leitungsbereichs 41 der Leitungswendel 40. Somit ergibt sich nach der Verbindung – also nach dem plastischen Verformen des Verbindungsbereichs 42 – eine stufenförmige Ausgestaltung der Leitungswendel 40. Dies sollen auch die folgenden 11–16 verdeutlichen.
Die 11–16 zeigen das erfindungsgemäße medizinische Elektrodensystem 10. Dargestellt ist jeweils der Bereich I aus 1 der Stimulationselektrode 20 mit der aufgeschobenen und in das Koppelelement 25 eingerasteten Leitungswendel 40. Die 11 zeigt ein medizinisches Elektrodensystem 10 mit einer Stimulationselektrode 20, die ein rechteckförmiges, nutartiges, radial umlaufendes Koppelelement 25 aufweist. In 11 ist eine Verbindungssituation dargestellt. In dieser Verbindungssituation ist der Verbindungsbereich 42 der Leitungswendel 40 nach einer plastischen Verformung in das Koppelelement 25 formschlüssig eingerastet ist. Somit ergibt sich zwischen der Leitungswendel 40 und der Stimulationselektrode 20 eine formschlüssige Verbindung.
In den 11–16 wurde der Verbindungsbereich 42 der Leitungswendel 40 mittels plastischer Verformung in das Koppelelement eingeformt. Zu erkennen ist, dass der Verbindungsbereich 42 jeweils derart in dem Koppelelement 25 zum Liegen kommt, dass sich eine formschlüssige Verbindung ergibt. Der Verbindungsbereich 42 und somit die Leitungswendel 40 sind formschlüssig in dem Koppelelement 25, 25', 25'' eingerastet. In dieser auch als Verbindungssituation bezeichneten Stellung ist der Radius des Verbindungsbereichs irreversibel geschrumpft worden, um eine Verbindung zwischen der Leitungswendel 40 und der Stimulationselektrode 20 herzustellen und so das erfindungsgemäße medizinische Elektrodensystem 10 zu formen. Vorteilhafterweise weisen die Leitungswendel 40 und die Stimulationselektrode 20 dabei jeweils Metalle mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen auf. Gerade für solche Elemente eines medizinischen Elektrodensystems 10 – Leitungswendel 40 und Stimulationselektrode 20 – die jeweils sehr unterschiedliche Schmelztemperaturen aufweisen, hat sich die hier beschriebene Art der Ausgestaltung und Verbindung als besonders vorteilhaft herausgestellt. Durch die Vermeidung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Leitungswendel 40 und Stimulationselektrode 20 können etwaige Problematiken beim Aufschmelzen der einzelnen Verbindungspartner nicht entstehen. Die hier beschriebene kraft- und/oder formschlüssige Verbindung, welche durch eine plastische Verformung des Verbindungsbereichs 42 und/oder eines noch zu beschreibenden Crimp-Ringes 60 entsteht, überwindet die vorgenannten Nachteile.
Über diese formschlüssige Verbindung können Kräfte von der Leitungswendel 40 in die Stimulationselektrode eingebracht werden. Die 11 und 12 unterscheiden sich jeweils nur in der Ausgestaltung der Leitungswendeln 40. In 11 ist eine Leitungswendel 40 aus DFTs dargestellt, wobei die Schleifen 43, welche innerhalb des Koppelelements 25 gelagert sind, durch stoffschlüssige Verbindungen ein Schleifenpaket 44 formen.
In 13 ist eine Stimulationselektrode 20 dargestellt, deren Koppelelement einen sägezahnähnlichen Bodenbereich 26 aufweist. Dieses Koppelelement 25'' verstärkt die formschlüssige Verbindung zwischen der Stimulationselektrode 20 und der Leitungswendel 40. Wird eine Zugkraft in das medizinische Elektrodensystem 10 eingebracht, bei welcher die Leitungswendel von der Stimulationselektrode 20 weggezogen wird, drücken sich die Schleifen 43 im Bereich des Koppelelementes 25'' gegen einen Wandbereich 28 des Koppelbereichs 25''. Der sägezahnähnliche Querschnitt des Bodenbereichs 26 des Koppelelements 25'' führt zu einer Selbstarretierung der Schleifen innerhalb des Koppelelements 25''. So wird die Gefahr vermieden, dass durch eine Krafteinwirkung etwaige Schleifen aus dem Koppelelement 25'' herausspringen können, wenn die Leitungswendel mit einer Kraft beaufschlagt wird. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen medizinischen Elektrodensystems 10 zeichnet sich dadurch aus, dass ein Bodenbereich 26 des Koppelelements 25 profiliert ist, um eine zumindest bereichsweise Führung wenigstens einer Schleife der Leitungswendel 40 in dem Koppelelement zu erzielen. Dies wird durch die 14–16 verdeutlicht. Sie zeigen den Bereich I der Stimulationselektrode 20 mit der formschlüssig eingepressten Leitungswendel 40. In 14 und 15 ist der Bodenbereich 26 „V”-artig ausgestaltet. Das Koppelelement 25'ermöglicht dadurch eine Führung der Schleifen 43 des Verbindungsbereichs 42. In 14 weist die Profilierung zwei „V”-artig ausgestaltete Nuten auf, in denen jeweils eine Schleife ruht. Die Breite der jeweiligen Profilierung ist abhängig von dem Durchmesser und der Ausgestaltung der einzelnen Schleife 43 der Leitungswendel 40. In 15 weist das Koppelelement im Bodenbereich 26 drei „V”-artige Profilierungen auf. Je nach Form kann es auch vorteilhaft sein, wenn eine „W”-artige Profilierung des Bodenbereichs Verwendung findet, wie es in 16 dargestellt ist. Dabei ist der Bodenbereich 26 mit rundlich ausgelegten Vertiefungen versehen, anstelle der spitzen „V”-artigen Vertiefungen aus den beiden vorherigen 14 und 15. Das sich so ergebende Koppelelement 25''' kann insbesondere bei Leitungswendeln 40 mit Schleifen 43, die eine kreisförmigen Querschnitt aufweisen, vorteilhaft sein.
In den folgenden 17, 19–21, 22 und 24 ist jeweils eine Ausschnittsvergrößerung einer erfindungsgemäß ausgestalteten Stimulationselektrode 20 dargestellt. Die Ausschnittsvergrößerung umfasst dabei jenen Bereich, der in 1 mit dem Zeichen I gekennzeichnet ist. In den 17 und 18 ist jeweils das erfindungsgemäße medizinische Elektrodensystem 10 in einer Schnittzeichnung und einer Aufsicht dargestellt. Zur Verbindung der Leitungswendel 40 mit der Stimulationselektrode 20 wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Crimp-Ring 60 genutzt. Dieser Crimp-Ring 60 kann plastisch verformt werden. Dadurch ist es möglich, dass der Crimp-Ring 60 genutzt wird, um den Verbindungsbereich 42 der Leitungswendel 40 formschlüssig in das Koppelelement 25''' einzupressen. In dieser Ausführungsvariante ist es möglich, dass der Verbindungsbereich 42 der Leitungswendel 40 plastisch verformt wird oder auch nicht. Maßgeblich ist nur, dass eine plastische Verformung des Crimp-Ringes 60 stattfindet. Zur Fixierung des Crimp-Ringes 60 kann ein Schweißpunkt 80 eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Bereichen des aufgeschnittenen Ringes erzeugen, wie 18 verdeutlicht.
Die 19–21 verdeutlichen das erfindungsgemäße Verfahren zur Verbindung der Leitungswendel 40 mit der Stimulationselektrode 20. Dazu wird die Leitungswendel 20 auf den Endbereich 23 der Stimulationselektrode aufgeschoben. In diesem Zustand ist der Verbindungsbereich 42 noch nicht in das Koppelelement 25 eingerastet. 20 zeigt, dass nach einer plastischen Verformung der Verbindungsbereich 42 in das Koppelelement 25 formschlüssig eingerastet ist. In diesem Falle führt die plastische Verformung des Verbindungsbereiches 42 dazu, dass dieser in das Koppelelement 25 eingepresst ist. Als Absicherung kann dann noch ein Crimp-Ring 60 über den Verbindungsbereich 42 der Leitungswendel 40 übergeschoben werden, wie es die 21 darstellt. Dabei sorgt die plastische Verformung des Crimp-Ringes 60 dafür, dass dieser weiterhin Kraft auf den Verbindungsbereich 42 der Leitungswendel 40 ausübt.
Die Figurenpaare 22, 23 und 24, 25 zeigen jeweils weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Koppelelementes mit jeweils eingepresstem Verbindungsbereich 42 der Leitungswendel 40. Es wurde jeweils ein Crimp-Ring 60 genutzt, welcher mittels plastischer Verformung derart irreversibel verformt wurde, dass der Crimp-Ring 60 den Verbindungsbereich 42 der Leitungswendel 40 in das nutartige Koppelelement 25, 25' einpresst. Dieses Einpressen kann, muss aber nicht, zu einer plastischen Verformung des Verbindungsbereichs 42 der Leitungswendel 40 führen.
Bezugszeichenliste

10: Elektrodensystem
20: Stimulationselektrode
21: Grundkörper
22: Kopfbereich
23: Endbereich
24: Länge des Endbereichs
25, 25', 25'', 25''': Koppelelement
26: Bodenbereich
28: Wandbereich des Koppelelements
29: Breite des Koppelelements
40: Leitungswendel
41: Leitungsbereich
42: Verbindungsbereich
43: Schleifen der Leitungswendel
44: Schleifenpaket
48: Kern der Schleife
60: Crimp-Ring
61: Erster Radius des Verbindungsbereichs
62: Zweiter Radius des Leitungsbereichs
80: Schweißpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102007009716 A1 [0002]
- WO 2006/104432 A1 [0015]

Claims

Stimulationselektrode (20) mit einem Grundkörper (21), wobei der Grundkörper (21) einen Kopfbereich (22) und einen Endbereich (23) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (23) ein nutartiges, radial umlaufendes Koppelelement (25, 25', 25'', 25''') aufweist, in das ein Verbindungsbereich (42) einer Leitungswendel (40) mittels plastischer Verformung einpressbar ist.
Stimulationselektrode (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (23) zylinderartig ausgestaltet ist.
Stimulationselektrode (20) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bodenbereich (26) des Koppelelementes (25, 25', 25'', 25''') profiliert ist, um eine zumindest bereichsweise Führung wenigstens einer Schleife (43) der Leitungswendel (40) in dem Koppelelement (25, 25', 25'', 25''') zu erzielen.
Stimulationselektrode (20) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbereich (26) des Koppelelementes (25, 25', 25'', 25''') einen sägezahnähnlichen Querschnitt aufweist.
Stimulationselektrode (20) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulationselektrode (20) wenigstens einen aus der Gruppe Tantal, Niob, Titan oder Platin aufweist, insbesondere dass die Stimulationselektrode (20) ein TaNbW-Legierung aufweist.
Leitungswendel (40) für ein medizinisches Elektrodensystem (10), mit einem Leitungsbereich (41) und einem Verbindungsbereich (42), wobei der Verbindungsbereich (42) an den Leitungsbereich (41) anschließt, und der Verbindungsbereich (42) mittels plastischer Verformung in ein Koppelelement (25, 25', 25'', 25''') einer Stimulationselektrode (20) einpressbar ist.
Leitungswendel (40) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungswendel (40) wenigstens einen aus der Gruppe MP-35, MP-35N und DFT aufweist.
Leitungswendel (40) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (42) eine oder mehrere Schleifen (43) der Leitungswendel (40) umfasst.
Medizinisches Elektrodensystem (10) mit einer Leitungswendel (40) und einer Stimulationselektrode (20), wobei die Stimulationselektrode (20) einen Grundkörper (21) mit einem Kopfbereich (22) und einem Endbereich (23) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (23) ein nutartiges, radial umlaufendes Koppelelement (25, 25', 25'', 25''') aufweist, die Leitungswendel (40) einen endseitigen Verbindungsbereich (42) aufweist, und nach einer plastischer Verformung der Verbindungsbereich (42) in das Koppelelement (25, 25', 25'', 25''') formschlüssig eingerastet ist.
Medizinisches Elektrodensystem (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungswendel (40) und die Stimulationselektrode (20) aus Metallen mit unterschiedlicher Schmelztemperatur aus der Gruppe bestehend aus den Elementen Pt, Pd, Ag, Au, Nb, Ta, Ti, Zr, W, V, Hf, Mo, Co, Cr, Ni, Ir, Re, Ru sowie aus Legierungen auf Basis mindestens eines dieser Elemente gebildet sind, insbesondere dass das Metall der Leitungswendel (40) eine niedrigere Schmelztemperatur als das Metall der Stimulationselektrode (20) aufweist.
Medizinisches Elektrodensystem (10) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Crimp-Ring (60) den Verbindungsbereich (42) zumindest bereichsweise in das Koppelelement (25, 25', 25'', 25''') einpresst, insbesondere dass nach einer plastischer Verformung des Crimp-Ringes (60) der Verbindungsbereich (42) in das Koppelelement formschlüssig eingerastet ist.
Verwendung eines Crimp-Ringes (60) zur Verbindung einer Leitungswendel (40) und einer Stimulationselektrode (20).
Verwendung eines Crimp-Ringes (60) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Crimp-Ring (60) einen Verbindungsbereich (42) der Leitungswendel (40) plastisch verformt.
Verwendung eines Crimp-Ringes (60) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Crimp-Ring (60) wenigstens einen aus der Gruppe Tantal, Titan oder Platin aufweist, insbesondere dass der Crimp-Ring (60) MP-35 aufweist.
Verfahren zur Verbindung einer Leitungswendel (40) mit einer Stimulationselektrode (20), dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsbereich (42) der Leitungswendel (40) mittels plastischer Verformung in eine nutartiges Koppelelement der Stimulationselektrode (20) eingepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (42) der Leitungswendel (40) mittels eines Crimp-Ringes (60) in ein nutartiges Koppelelement der Stimulationselektrode (20) eingepresst wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Leitungswendel (40) und/oder ein Endbereich des Crimp-Ringes (60) verschweißt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Schleifen (43) des Verbindungsbereiches (42) zumindest bereichsweise verschweißt werden.