DE1955516B2 - Implantable elektrodenanordnung - Google Patents

Description

bie Erfindune betrifft cine implantable Elektrodenanordnung, die im Bereich ihres einen Endes minde.Ai.-ns eine gegen Körperflüssigkeiten und Gewebe im wesentlichen inerte, frei liegende Elektrodenfläche zur Übertragung von elektrischen Stimulationssignalen an Körpergewebe und im Bereich ihres anderen Endes mindestens eine weitere, mit der Elektrodenfläche über eine elektrische Leiteranordnung verbundene, gegen Körperflüssigkeiten und Gewebe im we- !-.entliehers inerte, frei liegende Anschlußlläehe aufweist, mittels deren die Elektrodenanordnung an eine die Stimulationssignale liefernde Signalquelle anschließbar ist, während der übrige Teil der Elektrodenanordnung in eine jegen Körperflüssigkeiten

ίο und Gewebe im wesentlichen inerte, elektrisch isolierende Substanz eingebettet ist. und bei der mindestens ein Teil der Leiteranordnung mit einem nichtleitenden, flexiblen Kern und mehreren um diesen Kern wendelförmig herumgewickelten elektrischen Leitersträngen versehen ist.

Eine derartice Elektrodenanordnung ist aus der USA.-Patentschrift 3 367 339 bekannt.

Bei dieser bekannten Elektrodenanordnung sind die Leiterstränge als bandförmige Leiterstreifen aus-

gebildet, deren" auf dem flexiblen Kern nebeneinanderliegende Windungen sich nach Fertigstellung der Elektrodenanordnung an den Kanten berühren.

Die Leiteranordnung zwischen Elektroden- und Anschlußfläche muß häufig innerhalb des Körpers in gewissem Umfang fre' liegen, um Körperbewegungen nicht zu behindern. Die Bewegungen können von verschiedenster Art und Größe sein. Insbesondc re, so z. B. in Verbindung mit Herzschrittmachern, treten oft Kombinationen von sich rasch wiederholenden Biegebewegungen in unterschiedlichen Ebenen auf. In allen diesen Fällen ist eine hohe Flexibilität der Leiteranordnung von entscheidender Bedeutung. Daneben muß eine hohe Zugfestigkeit und Dauerbiegefestigkeit verlangt werden, weil ein Bruch der implantierten Leiter für den Patienten katastrophale Folgen haben könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenanordnung zu schaffen, bei der die Flexibilität. Zugfestigkeit und Lebensdauer der die Elcktrodcn- und die Anschlußflächc verbindenden Leiteranordnung im Vergleich zu der bekannten Ausbildungsform weiter verbessert sind.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Elektrodenanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder der Lcitcrstränsc eine nichtleitende flexihle Seele und einen auf diese Seele wendelförmig aufgewickelten elektrischen Leiterstreifen aufweist und daß die Lcitersträni' und -streifen aus einem gegen Körperflüssigkeitcn und Gewebe im wesentlichen inerten Werkstoff bestehen.

Die Leiterstränge mit nichtleitender flexibler Secie und aufgewickelten Leiterstreifen sind bei gleicher elektrischer Leitfähigkeit wesentlich flexibler als die

SS bekannten Leiterstränge in Form von Metallbändern. Damit wird die Biegsamkeit der Leiteranordnung als Ganzes erheblich gesteigert. Daneben ergaben Dauerbiegeversuche, daß die Lebensdauer der die Erfindune aufweisenden Elektrodenanordnung diejenige der bekannten Anordnung weit übertrifft.

Der Kern und die Seelen bestehen zweckmäßig aus einem Faserstoff, z. B, einer Polyesterfaser.

tn weiterer Ausgestaltung der die Erfindung aufweisenden Elektrodenanordnung liegen die Windungen der Leiterstränge auf dem Kern und vorzugsweise auch der Leiterstreifen auf den Seelen von den benachbarten Leiterstratig- b/w. Leiterstreifenwindunscn in Abstand.

Dies verhindert, daß die einzelnen Windungen bei Biegebeanspruchu.-igen der Leiteranordnung aneinander reiben, so daß die Biegeeigenschaften noch üünsiiuer werc'rn. Ferner wird ein auf das gegenseitige Reihen der Windungen zurückzuführender Ver- .' schleiß verhindert, der bei Dauerbiegeversuchen mit F.lektradenanordnungen der aus der USA.-Patentschrilt 3 367 339 bekannten Art feststellbar war.

Der Leiterstreifen jedes Leiterstranges besteht zweckmäßig aus einem dünnen, flachen Band aus elektrisch leitendem Werkstoff, wodurch es möglich wird, die Leiterstreifen bei tragbaren Kosten vorteilhafterweise aus Platin oder einer Platin-Iridium-Legierung zu fertigen.

In diesem Zusammenhang ist 'Js aus der USA.-Patentschrift 3 367 339 über den GattungsbegrilT des Anspruchs I hinaus bekannt, daß der Lcilerstreifen aus einem dünnen, flachen Band aus elektrisch leitendem Werkstoff besteht. Aus der französischen Palentschrift 1 424 453 ist eine implantable Elektrodenanordnung bekannt, bei der die Leiterstreifen aus Plantin bestehen.

Platin oder Platin-Iridium-Legierungcn haben im Vergleich zu rostsicherem Stahl eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Körperflüssigkeiten und Gewebe und besitzen eine bessere elektrische Leitfähigkeit. Werden für die Leiterstränge Platin- oder Platin-Iridium-Legierungen benutzt, können beispielsweise außerdem die Leiterstreifen und die mit dem Gewebe in Kontakt zu bringenden Elektroden- 3" !lachen aus dem gleichen Werkstoff gefertigt werden. Die Leiterstränge können eine im wesentlichen /\lindrische Form haben.

Die die Erfindung aufweisencie Elektrodenanordnung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Leiterstranges der die Erfindung aufweisenden l.lektrodenanordnung,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht der Leiteranordnung und

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht der fertig montierten Elektrodenanordnung.

Die F^; α. 1. 2 und 3 sind zur Erleichterung des Verständnisses vergrößerte Darstellungen der betreffenden Bauteile; sie sind ferner nicht unbedingt maßstabsgerecht.

In Fig. 1 ist ein elektrischer Leiterstran» dargestellt, der insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Der Leiterstrang 10 weist eine elektrisch nichtleitende Seele

11 auf. die vorzugsweise aus einem FascrwcrkstolT besteht und um die ein elektrischer Leitcrstrcifcu 12 wendelförmig herumgewickelt ist. Der Leiterstreifen

12 besteht aus einem dünnen, flachen Metallband. Der Leiterstreifen 12 ist vorzugsweise aus Platin oder einer Platm-tridium-Lecierung gefertigt. Es kann auch lostsicheier Stahl benutzt werden, doch ist das zur Ausbildune eines dünnen, flachen Streifens aus rostsichcrcm Stahl cifordcrliche Walzvcrfahrcn aufwendiger als bei Platin odor Platin-Tridium-Legierungen; außerdem ist rostsicherer Stahl gegenüber Körperflüssigkeiten weniger inert. Der Leiterstreifen

ist derart wendclföimig auf die Seele 11 aufgewickelt, daß benachbarte Windungen gegenseitig in Abstand liegen. Insgesamt hai der Leilerstrang 10 eine im wesentlichen zylindrische Form.

Fic 2 zeigt einen insgesamt mit 33 bezeichneten Leiter Der Leiter 13 besitzt einen elektrisch nichtleitende Kern 15, der vorzugsweise ebenfalls aus einem FnserwerkstolT besteht. Mehrere LeitersiraiVic 10 sind auf den Kern 15 wendelförmig derart autgewickelt daß jede l.eiterstrangwindung von benachbarten Leitet.-,trangwindungen auf dem Kern la m Abstand ließt. Der Leiter 13 hat insgesamt gleichfalls eine im wesentlichen zylindrische Form.

In Fi" 3 ist eine insgesamt mit 14 bezeichnete Elektrodenanordnung dargestellt. Die Elektrodenanordnung 14 weist einen Leiter 13 gemäß Fig. 2 au!, dessen eines Ende über ein /■ nschlußstuck 17 mit einer frei liegenden elektrischen Leiterfläche 18 verbunden ist, die vorliegend als spitzauslaufender Metallslift veranschaulicht ist, der mit einem Teil des Körpers verbunden werden kann. Das Anschlußstücl 17 und die frei liegende Leiterfläche 18 konnen. falls erwünscht, Teile des Leiters 13 sein, falls die Leiterstreifen 12, die Seelen 11 und der Kern 15 in hohem Maße inert gegen Körperilüssigkeiten und Gewebe sind. Das andere Ende des Leiters 13 ist über ein Anschlußstück 19 mit einer weiteren frei liegenden elektrischen Leiterfläche 20 verbunden, du: vorliegend als ein Stift dargestellt ist, der an eine Signalquelle für elektrische Stimulationssignale anschließbar ist. Der Leiter 13 und mindestens ein Teil der Anschlußstücke 17 und 19 sind in eine Substanz 16 eingebettet, die gegen Körperflüssigkeiten und Gewebe im wesentlichen inert ist.

Beim praktischen Einsatz der Anordnung wird die Leiterfläche 18 mit dem Teil des Körpers in Verbindung gebracht, der stimuliert werden soll, während die Leiterfläche 20 an eine elektrische Signalquelle angeschlossen wird. Die oben beschriebene und in den F i g. 1 und 2 veranschaulichte Leiterkonstruktion führt zu einem hochflexiblen Verbindungslciter für die Elektrodenanordnung, der gegenüber bekannten Leitern verbesserte Zugfestigkeit und Biegefestigkeit hat. Dies ist zum Teil auf die Abstände zwischen den Windungen der Lcilerstreifen 12 auf den Seelen 11 und die Abstände zwischen den Windungen der Leiterstränge 10 auf dem Kern 15 zurückzuführen. Weitere Versuche zeigten, daß der in der beschriebenen und veranschaulichten Weise aufgebaute Leiter 13 eine erhöhte elektrische Leitfähigkeit besitzt. Durch den Einsatz dünner, flacher Metallbändcr entsprechend dem Lcitcrstrcifcn 12 nach Fig. 1 wird es außerdem von der Kostenscitc her möglich, einen WcrkstolT wie Platin und Platin-Iridium-Legierungcn zu benutzen, während man bisher aus Kostengründen im wesentlichen auf den Einsatz von rostsicherem Stahl beschränkt war. Platin und Plaiin-Iridium-Legierungen sind insofern besonders vorteilhaft, als ihre Lebensdauer in Gegenwart von Körperflüssiukeiten und Gewebe großer isl; sie weisen außerdem eine erhöhte Leitfähigkeit auf.

Es versteht sich, daß die die Erfindung aufweisende Elektrodenanordnung überall dort mit Vorteil verwendet werden kann, wo es darauf ankommt, elektrische Stimulationssignale von einer Sif>nal-C]UeIIe zu dem zu stimulierenden Körperteil zu übertragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

I 955 51 6 Pineniansprüelie:

1. Implantable Elektrodenanordnung, die im Bereich ihres einen Endes mindestens eine gegen Körperflüssigkeilen und Gewebe im wesentlichen inerte, frei liegende Eleklrodenfläche zur übertragung von elektrischen Stiniulationssignalen an Körpergewebe und im Bereich ihres anderen Endes mindestens eine weitere, mil der Elektrodeniliiehe über eine elektrische Leiteranordnung verl'undene. gegen Körpeiliüssigkeiten und Gewebe im wesentlichen inerte, frei liegende An^cehlußfläche aufweist, mittels deren die Elektrodenanordnung an eine die Stimulationssignale liefernde Signalquelle anschließbar ist. während der übrige Teil d^r Elektrodenanordnung in eine gegen Körperflüssigkeiten und Gewebe im wesentlichen inerte, elektrisch isolierende Substanz eingebettet ist. und bei der mindestens ein Teil der Leiternnordnung mit einem nichtleitenden, flexiblen Kern und mehreren Ui.ti diesen Kern wendelförmig herumgewickelten elektrischen Leitersträngen versehen ist. dadurch gekennzeichnet, daß jeder cW Leiterstränge (10) eine nichtleitende flexible Seele (11) und einen auf diese Seele wendelförmig aufgewicke.icn elektrischen Leiterstreifen (12) aufweist und dab die Leiterstränge und -streifen aus einem ^egen Körperflüssigkeiten und Gewebe im wesentlichen inerten Werkstoff bestehen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, da.durch gekennzeichnet, daß der Kern (15) und die Seelen (11) aus Faserstoff bestehen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Leiterstränge (10) auf dem Kern (15) von den benachbarten Leiterstrangwindungen in Abstand liegen.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Leiterstreifen (12) auf den Seelen (I)) von den benachbarten Lcitcrstrcifcnwindungcn in Abstand liegen.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der 1 eiterstreifen (12) jedes Leitcrslranees (10) aus einem dünnen, flaelu-ii Band aus elektrisch leitendem Werkston besteht.

f>. Anordnung nac'i einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die !.eitcrstränge (10) im wesentlichen zylindrische Form haben.

7, Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterstreifen fl2) aus Platin bestehen.

8. Anordnung tuich einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterstreifen (12) fjiis einer Piatin-Iridium-Lepicrung bestehen.