DE102010028115B4 - Vorrichtung zur Therapie der Herzmuskelinsuffizienz - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Therapie der Herzinsuffizienz, mit einem an einem Ventrikel (3, 4) des Herzens eines Patienten (18) fixierbaren Magnetkörper (5), einem Magnetsystem (14) zur Erzeugung eines Gradientenfeldes zum Ausüben einer Kraft auf einen an einem Ventrikel (3, 4) des Herzens des Patienten (18) fixierten Magnetkörper (5), mit einer Einrichtung (16) zur Aufnahme eines Patienten (18), wobei diese hinsichtlich des Magnetsystems (14) derart angeordnet ist, dass ein Patient (18) auf ihr so positionierbar ist, dass sich sein Herz innerhalb des Gradientenfeldes befindet, und mit einer Steuereinrichtung (19), welche das Gradientenfeld synchron zu der Herzfrequenz des Patienten (18) zu- und abschaltet.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Therapie der Herzmuskelschwäche bzw. -insuffizienz. Bei dieser Erkrankung ist die Pumpleistung des Herzens vermindert. Die Folgen sind eine zunehmend verringerte körperliche Belastbarkeit und Kurzatmigkeit. Ein weiteres Symptom ist die Bildung von Ödemen, wobei eine Linksherzinsuffizienz zu Lungenödemen mit Atemnot und eine Rechtsherzinsuffizienz zu Gewebeödemen insbesondere in unteren Körperpartien sowie zu Aszites und Pleuraergüssen führt. Die Ursachen für eine Herzinsuffizienz sind vielfältig, wobei die meisten Fälle durch Bluthochdruck und Arteriosklerose bedingt sind. Andere Ursachen sind z. B. Herzinfarkt, Herzklappenfehler und Herzmuskelentzündung.
• Die Therapie der Herzmuskelschwäche basiert zunächst auf der Behandlung der Ursachen, etwa des Bluthochdrucks. Dabei kommen eine Reihe von Medikamenten wie Digitalis-Präparate, Diuretika und ACE-Hemmer zum Einsatz. Vielfach lässt sich durch die Behandlung der Grunderkrankungen die Herzinsuffizienz nur mildern und eine Verschlechterung auf lange Sicht nicht vermeiden. In manchen Fällen ist gar eine Herztransplantation erforderlich.
• Aus der DE 696 35 137 T2 ist eine Apparatur zur elektromagnetischen Therapie bekannt, die zur Schmerztherapie eingesetzt wird. Aus der DE 43 14 269 A1 ist ferner eine Vorrichtung zur Unterstützung des Herzens bekannt, bei der innerhalb einer Herzkammer Elektromagnete angeordnet sind, die sich polar gegenübergestellt anziehen und abstoßen. Die Elektromagnete sind mit einer Steuereinheit verbunden, über die sie aktivierbar sind.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Therapie der Herzinsuffizienz anzugeben, welche dem Patienten eine temporäre Linderung verschafft.
• Diese Aufgabe wird durch eine Therapievorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
• In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Diese wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines menschlichen Herzens,
• 2 eine Vorrichtung bzw. einen Arbeitsplatz zur Therapie der Herzmuskelschwäche.
• Eine Therapie der vorgeschlagenen Art setzt voraus, dass im Bereich der Wände 1, 2 des rechten und linken Ventrikels 3, 4 mindestens ein Magnetkörper 5, vorzugsweise aus ferromagnetischem Material, fixiert wird. Ein Magnetkörper kann beispielsweise als platten- oder folienförmiges Element 5a ausgebildet sein. In diesem Falle bietet sich eine Fixierung an der Außenseite des Herzens bzw. einer Ventrikelwand 1, 2 an. Anstelle eines großflächigen Elements 5a können aber auch eine Vielzahl einzelner Magnetkörper 5b vorgesehen werden, wobei diese sowohl an der Außenseite der Ventrikelwände 1, 2 als auch an deren Innenseite, so wie dies beim linken Ventrikel 4 in 1 gezeigt ist, fixiert werden. Die Magnetkörper 5 sind zum Beispiel als medizinische Clips ausgestaltet, d. h. sie tragen Klammerelemente 6, welche den Magnetkörper 5 im Muskelgewebe der Ventrikelwände 1, 2 verankern. Ein Magnetkörper 5, insbesondere ein folien- oder plattenförmiger, kann aber auch an die Außen- oder Innenseite einer Ventrikelwand 1, 2 angeklebt werden. Hierzu können zum Beispiel Fibrinkleber verwendet werden. Diese bilden ein stabiles und reißfestes Fibrinnetz aus, welches die Magnetkörper 5 mit dem Muskelgewebe der Ventrikel verbindet. Die auflösende Wirkung körpereigener Enzyme kann durch Anwesenheit von Substanzen wie Aprotinin, welche die Fibrinolyse hemmen, verlangsamt werden. Eine weitere Möglichkeit der Fixierung eines Magnetkörpers 5 an einer Ventrikelwand 1, 2 besteht schließlich darin, dass an der Außenseite einer Ventrikelwand ein Dauermagnet 7, etwa wie oben beschrieben angebracht wird, welcher an der Innenseite der Ventrikelwand 1, 2 vorhandene Magnetkörper 5 anzieht und dadurch dort festhält. Im Falle von innerhalb eines Ventrikels 3, 4 vorhandenen Magnetkörpern 5 werden diese mit Hilfe einer Kathederintervention an der Ventrikelwand 1, 2 angebracht. Der Zugang erfolgt im Falle des rechten Ventrikels 3 etwa über die untere Hohlvene 8 und im Falle des linken Ventrikels 4 über die Aorta 9. Neben den bisher genannten Positionen eines Magnetkörpers 5 ist auch eine Anordnung innerhalb der Ventrikelwände 1, 2 denkbar. Dies kann dadurch erfolgen, dass Magnetkörper 5c verwendet werden, die etwa keilförmig ausgebildet sind, die jedenfalls eine Spitze aufweisen, sodass der Magnetkörper 5b in das Muskelgewebe der Ventrikelwände 1, 2 eingedrückt werden kann. Schließlich ist es auch denkbar, dass in die Ventrikelwände ein oder mehrere Magnetkörper 5c operativ eingebracht werden, die platten- oder folienförmig ausgestaltet sind.
• Die aus einem ferromagnetischen Material wie Eisen, Kobalt und Nickel bestehenden oder ein solches Material umfassenden Magnetkörper 5 werden zur Unterstützung der Pumpleistung des Herzens mit einem Magnetfeld beaufschlagt. Es muss sich dabei um ein Gradientenfeld handeln, damit eine Kraft auf die Magnetkörper 5 ausgeübt wird und diese in Kontraktionsrichtung 10, 11 bewegt werden. Zur Erzeugung eines Gradientenfeldes kann ein Magnetsystem bzw. ein Spulensystem verwendet werden, welches zur Navigation von Endokapseln im Gastrointestinaltrakt beispielsweise in DE 101 422 53 C1 , DE 10 2005 007 631 A1 und DE 10 2006 014 040 A1 beschrieben ist. Ein solches Magnetsystem umfasst mehrere Gradientenspulen, die mit unterschiedlichen Ausrichtungen im Raum angeordnet sind, so dass sie Gradientenfelder mit unterschiedlichen Wirkrichtungen erzeugen. Mit Hilfe eines solchen Magnetsystems ist es möglich, das Gradientenfeld so zu modulieren, dass die Richtung der auf eine Ventrikelwand 1, 2 ausgeübten Kraft verändert und dabei der Kontraktionsverlauf optimiert werden kann, etwa um die natürliche Bewegung der Ventrikelwände 1, 2 nachzubilden.
• In 2 ist schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung der Therapie bzw. ein Therapieplatz schematisch dargestellt. Die Vorrichtung 13 umfasst ein Magnetsystem 14 der oben beschriebenen Art, wobei dieses zum Beispiel in einem röhrenförmigen Grundkörper 15 untergebracht ist. Die einzelnen, unterschiedliche Wirkrichtungen aufweisenden Gradientenspulen sind in 2 aus Vereinfachungsgründen nicht näher dargestellt. Die Vorrichtung 13 umfasst eine Einrichtung 16 zur Aufnahme eines Patienten. Diese kann prinzipiell ein Stuhl sein (nicht dargestellt). Vorzugsweise wird jedoch ein Patiententisch 17 eingesetzt. Durch die horizontale Ausrichtung des Patienten 18 ist wegen der geringeren Druckunterschiede im Blutkreislaufsystem des Patienten eine geringere Pumpleistung erforderlich. Dementsprechend sind die von den Magnetkörpern 5 aufzubringenden, die Ventrikelkontraktion unterstützenden Kräfte verringert. Die Aufnahmeeinrichtung 16 bzw. im Fall von 2 der Patiententisch 17 ist relativ zum Magnetsystem 14 so angeordnet, dass der Patient so gelagert werden kann dass sich sein Herz innerhalb des von dem Magnetsystem 14 erzeugten Gradientenfeld befindet. In der in 2 gezeigten Situation wird dies dadurch erreicht, dass der Patiententisch 17 innerhalb des Grundkörpers 15 angeordnet ist, wobei dessen Innenraum zumindest im Bereich des Oberkörpers des Patienten jeweils von dem Magnetfeld der Gradientenspulen durchsetzt ist.
• Die Vorrichtung 13 umfasst weiterhin eine Steuereinrichtung 19, welche das Zu- und Abschalten des Magnetsystems im Herzrhythmus bzw. der Kontraktionsfrequenz der Ventrikel 3, 4 übernimmt. Zwischen der Steuereinrichtung 19 und dem Magnetsystem 14 ist zweckmäßiger Weise ein Gradientenverstärker 20 zwischengeschaltet.
• Um das Ergebnis der Einwirkung des bzw. der Gradientenfelder auf die Ventrikelkontrakion zu überwachen und um ggf. zu deren Optimierung eine Modulation des Gradientenfeldes vorzunehmen, umfasst die Vorrichtung 13 vorzugsweise ein Ultraschallgerät 23, welches im Bereich der linken Brustseite des Patienten angebracht ist. Die von dem Ultraschallgerät 23 gelieferten Signale werden über eine Signalleitung 24 an das Steuergerät 19 bzw. an einen Monitor 25 übertragen. Auf diese Weise kann eine Ergebniskontrolle auf Sicht oder automatisch mit Hilfe einer Bilderkennungs-Software erfolgen. Denkbar ist es auch, dass während der Therapie der Blutdruck im Bereich der die Ventrikel 3, 4 verlassenden Arterien bzw. Venen überwacht wird und abhängig von beispielsweise dem systolischen Druck eine Modulation des Gradientenfeldes vorgenommen wird.
• Zur Synchronisierung der Frequenz des Gradientenfeldes mit der Kontraktionsfrequenz der Ventrikel 3, 4 ist eine Sensoreinrichtung 26 vorhanden, mit der ein mit der Kontraktionsfrequenz der Ventrikel korellierter physiologischer Parameter des Patienten abgegriffen werden kann. In 2 ist die Sensoreinrichtung 26 nur ganz allgemein dargestellt. Sie kann bspw. so ausgestaltet sein, dass damit das EKG des Patienten abgegriffen werden kann, d. h. sie umfasst mehrere am Brustkorb des Patienten fixierbare Ableitelektroden (nicht gezeigt). Das EKG-Signal oder ein sonstiges Signal wird über eine Signalleitung 27 an die Steuereinrichtung 19 gegeben.
• Im Falle von Patienten mit einer Herzmuskelinsuffizienz tragen diese oftmals einen Herzschrittmacher (nicht gezeigt). In diesen Fällen kann es zweckmäßig sein, den zur Anregung des Patientenherzens dienenden Impuls des Herzschrittmachers als Triggerimpuls für die Zu- und Abschaltung des Magnetsystems 14 zu verwenden. Eine Synchronisation der Kontraktionsfrequenz der Ventrikel mit der Frequenz des Gradientenfeldes kann auch über ein Ultraschallgerät erfolgen. Dabei kann ein separates Gerät oder ein gleichzeitig auch zur Optimierung bzw. Modulation des Gradientenfeldes verwendetes Ultraschallgerät 23 verwendet werden. Dabei kann eine Software zweckmäßig sein, welche die Kontraktionszustände der Ventrikel erkennt und Triggerimpulse zur Ansteuerung des Gradientenfeldes liefert. Praktisch bei allen den genannten Methoden kann die Steuerung des Gradientenfeldes in Echtzeit erfolgen. Daneben kann es auch zweckmäßig sein, das Magnetsystem 14 synchron zu einer linearen Extrapolation des vorhergehenden, etwa mit Hilfe eines EKG ermittelten Kontraktionsverlaufs zu steuern.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Therapie der Herzinsuffizienz, mit einem an einem Ventrikel (3, 4) des Herzens eines Patienten (18) fixierbaren Magnetkörper (5), einem Magnetsystem (14) zur Erzeugung eines Gradientenfeldes zum Ausüben einer Kraft auf einen an einem Ventrikel (3, 4) des Herzens des Patienten (18) fixierten Magnetkörper (5), mit einer Einrichtung (16) zur Aufnahme eines Patienten (18), wobei diese hinsichtlich des Magnetsystems (14) derart angeordnet ist, dass ein Patient (18) auf ihr so positionierbar ist, dass sich sein Herz innerhalb des Gradientenfeldes befindet, und mit einer Steuereinrichtung (19), welche das Gradientenfeld synchron zu der Herzfrequenz des Patienten (18) zu- und abschaltet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Aufnahmeeinrichtung ein Patiententisch (17) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, welche eine Sensoreinrichtung (26) zur Erfassung der Herzfrequenz des Patienten (18) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Sensoreinrichtung (26) eine Einrichtung zur Aufnahme eines EKG ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Sensoreinrichtung (26) einen Herzschrittmacher des Patienten umfasst.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Sensoreinrichtung (26) ein Ultraschallgerät (23) zur Erfassung der Ventrikelkontraktion umfasst.

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