DE1944512B2 - Implantierbare elektrodenanordnung zur wiederbelebung eines herzens - Google Patents

Description

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hergestellte und um die Innenelektrode herum an- gestellt. Die Elektrodenanordnung 10 enthält ferner

gebrachte Schraubenfeder enthält, daß ein zweites, eine zweite oder Außenelektrode 16. Diese Elektrode

am Außenelektrodenende befindliches Befestigungs- ist ebenfalls aus einem geeigneten, elektrisch leiten-

element aus einem dielektrischen Material die Innen- den Material hergestellt und weist die Form einer

elektrode, die Außenelektrode und die Hilfsaußen- 5 äußerst flexiblen und elastischen Schraubenfeder auf,

elektrode aneinander befestigt, daß die Hülse zusatz- deren Windungen dicht oder unmittelbar neben-

lich um die Hilfsaußenelektrode angebracht ist, um einander angeordnet sind.

das zweite Befestigungselement am Außenelektroden- Die Innenelektrode 12 und die Außenelektrode 16

ende gegen übermäßiges Verbiegen zu schützen, und sind an einer Verbindungsstelle 18 aneinander be-

daß parallel zu dem zweiten Befestigungselement am io festigt oder miteinander verbunden, um eine relative

Außenelektrodenende die Außenelektrode und die Bewegung dazwischen auszuschließen. Die Ver-

Hilfsaußenelektrode mit dem Impulsgenerator ver- bindungsstelle 18 ist aus einem dielektrischen oder

bindbar sind. nichtleitenden Material hergestellt.

Die Innenelektrode, und die Außenelektrode wer- Die Innenelektrode 12 ist von größerer Länge als

de;i also bei der die Erfindung aufweisenden 15 die Außenelektrode 16, wobei die letztere an einer

Elektrodenanordnung durch die beiden Befestigungs- Stelle oder einem Bereich, dem Außenelektroden-

elemente zueinander zusätzlich fixiert, während die ende 20, entfernt von der Schlaufe oder Spitze 14

Hilfsaußenelektroden als Anschlußleiter zur Innen- endet. Ein aus einem geeigneten dielektrischen

elektrode wirken. Der Impulsgenerator wird einer- Material hergestelltes Isolierrohr 22 ist zwischen den

seits an die Hilfsaußenelektrode und andererseits an 20 Elektroden 12 und 16 angebracht und erstreckt sich

die Außenelektrode angeschlossen. Die Hülse ist von der Schlaufe 14 zu der Stelle oder dem Bereich

gleichzeitig als Knickschutz für das distale Elek- 20. Wie leicht einzusehen ist, verhindert das Isoher-

trodenende ausgebildet. rohr 22 das Kurzschließen der Elektrode an einer

Um einerseits die Hülse abziehen zu können und beliebigen Stelle zwischen der Schlaufe 14 und dem

um sie andererseits axial zu fixieren, ist die Hülse 25 Außenelektrodenende 20. Dies ist wichtig, da, wie

vorteilhafterweise längs der Außenelektrode und der im folgenden ausführlicher beschrieben wird, der

Hilfsaußenelektrode bewegbar, um davon entfernt Herzmuskel und die Außenelektrode 16 einen Pfad

zu werden, und enthält eine innere Aussparung, die eines elektrischen Schaltkreises definieren,

einen Ansatz definiert, welcher geeignet ist, an dem Die Elektrodenanordnung 10 enthält ferner eine

zweiten Befestigungselement anzustoßen, um die Be- 30 Hilfsaußenelektrode 24, die sich im wesentlichen von

wegung der Hülse über diese Stellung hinaus zu ver- dem Außenelektrodenende 20 zu einem Distalende

hindern. 26 erstreckt, an welchem auch die Innenelektrode 12

Die Hülse kann weiterhin vorteilhafterweise in endet. Die Außenelektrode 16 und die Hilfsaußen-

dem Bereich des zweiten Befestigungselementes an elektrode 24 sind an dem Außenelektrodenende 20

der Außenelektrode und der Hilfsaußenelektrode be- 35 durch eine Verbindungsstelle 28 aneinander befestigt,

festigt sein. die aus einem dielektrischen oder nichtleitenden

Die die Erfindung aufweisende Elektroden- Material hergestellt ist. Folglich ist die relative Be-

anordnung wird im folgenden an Hand von Aus- wegung zwischen der Innenelektrode 12 und der

führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt Außenelektrode 16 sowohl im Bereich des Außen-

Fig. 1 einen teilweise geschnittenen und teilweise 40 elektrodenendes20 als auch an der Schlaufe 14 ausvergrößerten Aufriß einer Ausführungsform der die geschlossen. Eine relative Bewegung ist auch ausErfindung aufweisenden Elektrodenanordnung (in geschlossen zwischen der Innenelektrode 12 und der Fi g. 1 sind der Bereich der Schlaufe 14 und der Be- Hilfsaußenelektrode 24 und auch zwischen der reich des Außenelektrodenendes 20 der Elektroden- letzteren und der Außenelektrode 16.
anordnung 10 in vergrößertem Maßstab dargestellt, 45 Die Elektrodenanordnung 10 enthält ferner eine um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu rohrförmige bewegbare Hülse 30, die aus einem geerleichtern, und erscheinen wie durch ein Ver- eigneten Material, wie z.B. einem Kunststoff, hergrößerungsglas betrachtet), gestellt ist, wobei die Hülse 30 insbesondere geeignet

Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie 2-2 ist, an der Stelle oder im Bereich des Außen-

der Fi g. 1, 50 elektrodenendes 20 und um die Verbindungsstelle 28

Fig. 3 eine Querschnittsansicht längs der Linie 3-3 angebracht zu werden, um ein übermäßiges Biegen

der Fi g. 1, der Elektrodenanordnung 10 an dieser Stelle und die

Fig. 4 einen teilweise geschnittenen und teilweise Möglichkeit einer Beschädigung derselben auszu-

vergrößerten Aufriß einer anderen Ausführungs- schließen. Um die Hülse 30 genau anzubringen, ist form der die Erfindung aufweisenden Elektroden- 55 sie auf ihrer Innenseite ausgearbeitet und definiert

anordnung, einen Ansatz 32, der besonders geeignet ist, an der

Fig 5 einen Aufriß der in Fig. 4 dargestellten Verbindungsstelle 28 anzustoßen. Um die Bewegung

Ausführungsform, wobei ein erster Schritt zu ihrer der Hülse 30 in Längsrichtung oder axial zur

Verwendung dargestellt ist, und Elektrodenanordnung zu erleichtern, enthalt die

Fig. 6 bis 9 zeigen weitere Arbeitsphasen zur 60 Hülse einen Bundring 34, der sich vollständig um

Verwendung dieser Elektrodenanordnung. deren Umfang erstreckt.

Die in F i g. 1 gezeigte Elektrodenanordnung ist Des weiteren enthält die Elektrodenanordnung 10

als Ganzes mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. eine erste oder primäre Markierung 38 und eine

Die Elektrodenanordnung 10 enthält eine erste sekundäre oder zusätzliche Markierung 40, deren oder Innenelektrode 12, die auf einer ihrer Seiten 65 Zweck im folgenden ausführlicher beschrieben wird, oder an der Spitze in einem Haken oder einer Die Markierungen 38 und 40 sind aus einem geSchlaufe 14 endet. Die Innenelektrode 12 ist aus eigneten Material hergestellt und auf geeignete Weise einem geeigneten, elektrisch leitenden Material her- an der Außenelektrode 16 befestigt.

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In Fig. 4, in der gleiche Bezugszeichen gleiche des Oberkörpers eingesetzt. Die Nadel 42 wird dann

Teile bezeichnen, die Bezugszeichen jedoch einen in die Ventrikulärwand 46 eingesetzt, bis sie eine

Index aufweisen, ist eine andere Ausführungsform Stelle erreicht, an welcher sie eben in den Kammer-

der die Erfindung aufweisenden Elektrodenanord- hohlraum oder Ventrikel 48 eintritt. Dies wird der

nung veranschaulicht und allgemein mit dem Be- 5 linke Ventrikel des Herzens sein. Der Eintritt in den

zugszeichen 10' bezeichnet. rechten Ventrikel kann durch Einführen der Nadel

Die Elektrodenanordnung 10' ist im wesentlichen unter das Brustbein oder substernal ausgeführt

dieselbe wie die in Fig. 1 bis 3 veranschaulichte, werden.

mit der Ausnahme, daß die rohrförmige Hülse 30' Die Nadel 42 ist, wie bereits angegeben, von an der Stelle oder dem Bereich 20' an der Außen- io zweckdienlicher und herkömmlicher Konstruktion elektrode 16' und der Hilfsaußenelektrode 24' be- und enthält ein Nadelteil 50 und eine Nadelhülse 52. festigt ist. Die Hülse 30' ist wiederum aus beliebigem Das Nadelteil 50 wird nun entfernt, wie in geMaterial hergestellt und auf beliebige Weise an den strichelten Linien in Fig. 5 angedeutet, und die Außenelektroden 16' und 24' befestigt. Da die Hülse Elektrodenanordnung 10' in die Nadelhülse 52 einan der Stelle des Außenelektrodenendes 20' daran 15 gesetzt. Die Elektrodenanordnung wird somit verbefestigt ist, ist wiederum übermäßiges Biegen an anlaßt, in die Hülse hineinbewegt zu werden, bis dieser Stelle ausgeschlossen, genau wie die mögliche sich die primäre Markierung 38' neben dem Hülsen-Beschädigung der Verbindungsstelle 28' in diesem ende befindet. Wenn die primäre Markierung in Bereich. Da die Hülse 30' an den Elektroden 16' dieser Stellung angeordnet ist, wird die Schlaufe 14' und 24' befestigt ist, weist sie aus Gründen, die im 20 eben aus der Nadelhülse 52 ausgetreten und somit folgenden vollständiger zu verstehen sind, eine ge- eben in die Ventrikulärwand 46 eingedrungen sein, ringere Durchmesser-Abmessung auf als die Hülse 30. Dies trifft zu, da der Abstand zwischen der Schlaufe

Das Isolierrohr 22 der Elektrodenanordnung 10 14' und der primären Markierung 38' so gewählt ist, und das Isolierrohr 22' der Elektrodenanordnung 10' daß er im wesentlichen mit dem Abstand zwischen erstrecken sich von dei Schlaufe 14 oder 14' bis zu 95 der Spitze und dem Ende der Nadelhülse 52 identisch der Stelle oder dem Bereich des Außenelektroden- ist. Folglich kann der Benutzer dem Vorschieben der endes, so daß sich zwischen der Innenelektrode 12 Elektrodenanordnung durch die Nadelhülse 52 oder 12' und der Hilfsaußenelektrode 24 bzw. 24' folgen und die Kontrolle der Schlaufe 14' aufrechtkeine Isolation befindet. Demgemäß stehen die Hilfs- erhalten. Insbesondere kann der Benutzer beaußenelektrode und die Iunenelektrode wirksam in 30 stimmen, wann die Schlaufe eben aus der Hülse an elektrischem Kontakt miteinander. Folglich wird ein der Ventrikulärwand 46 austritt,
der Hilfsaußenelektrode zugeführter Strom auf die Der Abstand zwischen der primären und sekun-Innenelektrode und dann zur Spitze der Elektroden- dären Markierung 38' bzw. 40' ist im allgemeinen anordnung übertragen. Somit ist ein Pfad eines willkürlich gewählt, jedoch wird der Abstand zwielektrischen Schaltkreises definiert. Ein anderer Pfad 35 sehen diesen Markierungen so bemessen, um die des elektrischen Schaltkreises enthält wenigstens die Schlaufe 14' der Elektrodenanordnung 10' um einen Außenelektrode 16 oder 16'. Die Anwesenheit des ausreichenden Abstand in den Ventrikel 48 hinein Isolierrohres 22 oder 22' wird den Kurzschluß zwi- anzuordnen, wenn die Hilfsmarkierung 40' neben sehen den zwei Pfaden des elektrischen Schaltkreises dem Ende der Nadelhülse 52 angebracht ist Es kann an beliebiger Stelle zwischen der Schlaufe 14 oder 40 also gesagt werden, daß der Benutzer die Bewegung 14' und dem Bereich 20 bzw. 20' ausschließen. Es der Elektrodenanordnung 10' fortsetzt, bis die Bekann deshalb gesagt werden, daß eine bipolare rührung mit dem nicht dargestellten Endokard in Elektrodenanordnung definiert ist die ferner einen dem Ventrikel zu spüren ist.

hervorragenden Grad der Flexibilität und Elastizität Die Elektrodenanordnung 10' wird nun an einer

aufweist. Dies trifft insbesondere zu, da die 45 vom Brustkorb 44 entfernten Stelle erfaßt oder ge-

Außenelektrode und die Hilfsaußenelektrode aus halten, um der Nadelhülse 52 zu erlauben, voll-

Schraubenfedern hergestellt sind. Als Ergebnis wird ständig davon abgezogen zu werden. Dann wird die

die die Erfindung aufweisende Elektrodenanordnung Elektrodenanordnung 10' an einer Stelle in der Nähe

leicht zu handhaben sein, wird für Bewegungsfreiheit des Brustkorbes 44 erfaßt, um die Nadelhülse 52 von

des Herzens sorgen, während sie elektrischen Kon- 50 dem Gerät abzunehmen.

takt damit aufrechterhält, und wird die Möglichkeit Dies kann leicht erreicht werden, weil der Durchder Beschädigung des Gewebes und des Muskels des messer der Hülse 30' etwas kleiner ist als der Innen-Herzens und des Körpers, mit welchem die Elek- durchmesser der Nadelhülse 52.
trodenanordnung in Berührung steht, im wesent- Ein Impulsgenerator 54 wird nun an der Hülse liehen vermindern, wenn nicht vollständig aus- 55 30' mit der Elektrodenanordnung 10' verbunden. Der schalten. Gleichzeitig wird eine Elektrodenanordnung Impulsgenerator 54 ist von zweckmäßiger und herbereitgestellt, die wirtschaftlich in der Herstellung kömmlicher Bauart und in der Lage, einen elekist, während sie doch zuverlässig, robust und dauer- irischen Strom zu liefern, der in der Stärke, Frequenz haft im Betrieb, selbst über lange Zeiträume und bei und Verteilung dem Normalstrom des Herzens nahewiederholten Anwendungen, ist 60 kommt Die Elektrodenanordnung 10' ist, wie bereits

In Fig. 5 bis 9 sind die verschiedenen Schritte erwähnt, bipolar, indem sie einen vollständigen elek-

des Anwendungsverfahrens der in Fig. 4 veran- irischen Schaltkreis definiert mit der Ausnahme einer

schaulichten Elektrodenanordnung 10'dargestellt Energiequelle. Folglich wird die Verbindung des

Wenn ein FaH von Herzstillstand festgestellt ist, Impulsgenerators 54 mit der HDfsaußenelektrode 24'

wird eine Nadel 42 von geeigneter und herkömm- 6₅ durch eine Leitung 56 Strom auf die Innenelefctrode

licher Konstruktion von etwa 150 mm Länge durch 12' übertragen, da kein dielektrisches Material da-

die Wand des Brustkorbes 44 im wesentlichen an zwischen angeordnet ist Die von dem Impuls-

dem vierten und fünften Raum zwischen den Rippen generator 54 erzeugten Impulse werden somit auf die

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Schlaufe 14' und damit auf das Herzgewebe übertragen. Das Herzgewebe ist elektrisch leitend, so daß die davon empfangenen Impulse auf die Außenelektrode 16' übertragen werden und damit über eine Leitung 58 zum Impulsgenerator 54 zurückkehren.

Das Anwendungsverfahren der Elektrodenanordnung 10 ist im wesentlichen dasselbe wie das eben beschriebene, mit der Ausnahme, daß die Hülse 30 vor dem Entfernen der Nadelhülse 52 der Nadel 42 zuerst entfernt werden muß. Anschließend an ihr Entfernen wird die Hülse 30 aus den bereits beschriebenen Gründen wieder auf der Elektrodenanordnung angebracht und zu einer Stelle bewegt, an welcher der Ansatz 32 an die Verbindungsstelle 28 anstößt.

Somit ist durch das Bauen und Anordnen der Innenelektrode 12' aus einem elektrisch leitenden Material, das wenigstens flexibel ist, und durch Bauen und Anordnen der Außenelektrode 16' und 24' aus einer Schraubenfeder, welche sowohl elastisch als auch flexibel ist, eine höchst flexible und elastische Elektrodenanordnung vorgesehen, um ein Herz, das aufgehört hat, zu schlagen, auf eine ungewöhnlich wirksame Weise mit größter Leichtigkeit und einem minimalen Zeitaufwand künstlich zu stimulieren. Diese Flexibilität und Elastizität sind auch wichtig, indem sie der Elektrodenanordnung ermöglichen, der Bewegung des Herzens zu folgen, während gleichzeitig die Beschädigung und Reizung des Körpergewebes im wesentlichen reduziert, wenn nicht vollständig ausgeschaltet werden. Demnach

ίο kann die die Erfindung aufweisende Elektrodenanordnung dazu verwendet werden, das Herz übei beträchtliche Zeiträume zu stimulieren, und kann fm solche Zeiträume im Körper belassen werden, ohne ihm Beschwerden zu verursachen. Darüber hinaus ist die Elektrodenanordnung bipolar, indem sie ar sich eine Anzahl von Kontakten definiert, an welcher eine Poteiiüaldifferenz hergestellt wird, um die Übertragung elektrischer Impulse durch den davon definierten Schaltkreis zu ermöglichen. Dies wird erreicht durch Herstellen und Anordnen der Außenelektrode aus separaten Schraubenfedern, die voneinander isoliert sind, und durch Isolieren einer dei Außenelektroden von einer Innenelektrode.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

»9536«

Claims (3)

l O 2 Patentansprüche: z?u£ter ^pulse mit einer Innenelektrode.. die aus einem elektrisch leitenden flexiblen Material her-

1. Implantierbare Elektrodenanordnung zur gestellt ist und eine hakenförmige Spitze sowie ein Wiederbelebung eines Herzens mittels elek- Distalende aufweist, mit einer Außenelektrode, die irischer, von einem Impulsgenerator erzeugter 5 aus einer Schraubenfeder besteht, aus einem elek-Impulse, mit einer Innenelektrode, die aus einem trisch leitenden, äußerst flexiblen und elastischen elektrisch leitenden flexiblen Material hergestellt Material hergestellt und von kleinerer Länge als die ist und eine hakenförmige Spitze sowie ein Innenelektrode ist und die sich von einem der Spitze Distalende aufweist, mit einer Außenelektrode, benachbarten Ort bis zu einem vom Distalende bedie aus einer Schraubenfeder besteht, aus einem io abstandeten Außenelektrodenende erstreckt, mit elektrisch leitenden, äußerst flexiblen und elasti- einem aus dielektrischem Material bestehenden sehen Material hergestellt und von kleinerer Isolierrohr, das zwischen der Innenelektrode und der Länge als die Innenelektrode ist und die sich von Außenelektrode angeordnet ist und sich von der einem der Spitze benachbarten Ort bis zu einem Spitze bis zum Außenelektrodenende erstreckt, mit vom Distalende beabstandeten Außenelektroden- 15 einer Hülse, die um die Außenelektrode angebracht ende erstreckt, mit einem aus dielektrischem Ma- ist, und mit einer Anzahl von im Abstand zueinander terial bestehenden Isolierrohr, das zwischen der angeordneten Markierungen, die auf der Außen-Innenelektrode und der Außenelektrode ange- elektrode angebracht sind.

ordnet ist und sich von der Spitze bis zum Außen- Eine derartige implantierbare Elektrodenanordnung

elektrodenende erstreckt, mit einer Hülse, die um 20 ist aus der französischen Patentschrift 1 515 484 be-

die Außenelektrode angebracht ist und mit einer kannt.

Anzahl von im Abstand zueinander angeordneten Zur Wiederbelebung eines Herzens wird eine der-Markierungen, die auf der Außenelektrode an- artige Elektrodenanordnung in das Herz eingebracht gebracht sind, dadurch gekennzeichnet. und überträgt nach Verbindung mit einem Impulsdaß ein erstes Befestigungselement (18) aus einem »5 generator direkt in das Herz Ströme, die den vom dielektrischen Material die Innenelektrode (12) Herzen normalerweise erzeugten Strömen nach und die Außenelektrode (16) an der Spitze (14) Amplitude und Frequenz entsprechen,
aneinander befestigt, daß sich vom Außen- Bei dieser bekannten Elektrodenanordnung wird elektrodenende (20) bis zum Distalende (26) eine die Innenelektrode gegenüber der Außenelektrode Hilfsaußenelektrode (24) erstreckt, die eine aus 30 dadurch fixiert, daß die Außenelektrode schraubeneinem äußerst flexiblen und elastischen Material förmig um eine Zwischenlage aus Isolierstoff gehergestellte und um die Innenelektrode (12) wunden ist. Um die Außenelektrode erstreckt sich herum angebrachte Schraubenfeder enthält, daß dabei eine Isolierhülle. Die hierdurch vorgegebene ein zweites, am Außenelektrodtnende befind- axiale Fixierung der beiden Elektroden gegenliches Befestigungselement (28) aus einem di- 35 einander ist jedoch nicht sicher genug. Hierzu muß elektrischen Material die Innenelektrode (12), beachtet werden, daß derartige Eingriffe nicht nur die Außenelektrode (16) und die Hilfsaußen- sehr präzise, sondern auch sehr schnell durchgeführt elektrode (24) aneinander befestigt, daß die werden müssen, weil die Chancen für eine Wieder-Hülse (30) zusätzlich um die Hilfsaußenelektrode belebung kurze Zeit nach dem Aussetzen der Herz-(24) angebracht ist, um das zweite Befestigungs- 40 tätigkeit bedeutend größer als später sind. Mit element (28) am Außenelektrodenende (20) gegen einer derartigen Elektrodenanordnung muß daher übermäßiges Verbiegen zu schützen, und daß problemlos gearbeitet werden können. Bei der beparallel zu dem zweiten Befestigungselement kannten Anordnung muß jedoch der Operateur die (28) am Außenelektrodenende (20) die Außen- Anordnung sehr vorsichtig in den Herzkanal einelektrode (16) und die Hilfsaußenelektrode (24) 45 setzen, um die beiden Elektroden nicht gegenmit dem Impulsgenerator (54) verbindbar sind. einander zu verschieben. Außerdem ist das distale

2. Implantierbare Elektrodenanordnung nach Ende dieser Anordnung außerhalb der Isolierhülle Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sehr biegeweich, so daß durch ein Abknicken der Hülse (30) längs der Außenelektrode (16) und dort aus der Hülle herausgeführten Kabel leicht der Hilfsaußenelektrode (24) bewegbar ist, um 50 elektrische Beschädigungen, wie Kabelbrüche, herdavon entfernt zu werden, und eine innere Aus- vorgerufen werden können.

sparung enthält, die einen Ansatz (32) definiert, Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zuwelcher geeignet ist, an dem zweiten Befesti- gründe, die bekannte Elektrodenanordnung derart gungselement (28) anzustoßen, um die Bewegung weiterzubilden, daß sich die beiden Elektroden beim der Hülse (30) über diese Stellung hinaus zu ver- 55 Einsetzen der Elektrodenanordnung in den Herzhindern, kanal nicht gegeneinander verschieben und das

3. Implantierbare Elektrodenanordnung nach distale Elektrodenende einen Knickschutz aufweist, Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die so daß die Elektrodenanordnung auch bei den BeHülse (30) in dem Bereich des zweiten Befesti- lastungen eines schnell durchzuführenden Eingriffs gungselementes (28) an der Außenelektrode (16) 60 stets betriebsbereit ist und insgesamt ihre Betriebsund der Hilfsaußenelektrode (24) befestigt ist. sicherheit erhöht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch

gelöst, daß ein erstes Befestigungselement aus einem

dielektrischen Material die Innenelektrode und die

65 Außenelektrode an der Spitze aneinander befestigt,

Die Erfindung betrifft eine implantierbare Elek- daß sich vom Außenelektrodenende bis zum Dista!-

trodenanordnung zur Wiederbelebung eines Herzens ende eine Hilfsaußenelektrode erstreckt, die eine

mittels elektrischer, von einem Impulsgenerator er- aus einem äußerst flexiblen und elastischen Material