DE2301583A1 - Herzschrittmacher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Herzschrittmacher, insbesondere auf eine kardiale Schrittmacheranordnung mit einer Festkörper-Lithiumbatterie als Leistungsquelle, die eine ganze Reihe von erheblichen Vorteilen für den Aufbau des Schrittmachers bietet.

Zu den wichtigsten Vorteilen gehört, daß ein vollkommen hermetisch abgedichtetes Gehäuse vorgesehen werden kann, das als Umhüllung für die Batterie, den Impulsgenerator und mindestens einen Teil der Elektrodenzuleitungsanordnung dient. Die Verwendung dieser Leistungsquelle, die einen nichtkorrosiven Elektrolyten aufweist, ergibt ein kompaktes Produkt. Zusätzlich fällt der Ausgang dieser Leistungsquelle linear im Gebrauch ab, womit die Quelle eine ohne weiteres vorausbestimmbare Lebensdauer besitzt.

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Bisher wurden verschiedene Herzschrittmacher verwendet, bei denen normalerweise eine Quecksilberbatterie als Leistungsquelle verwendet wurde. Gewisse, der Quecksilberzelle eigentümliche Eigenschaften verhindern eine hennetische Abdichtung der Struktur, und deshalb sind kardiale Schrittmacher mit Quecksilberzellen normalerweise in Kunstharz eingegossen oder damit umhüllt. Wegen der temperaturmäßigen Beschränkungen, denen Quecksilberzellen darüber hinaus unterliegen, wird eine Sterilisierung durch Erhitzen im Dampf oder Autoklaven nicht empfohlen.

Für die Aufnahme der Ausgangsteile eines konventionellen Schrittmachers mit Quecksilberζeilen wird ein relativ großer Aufbau benötigt. Die Größe einer geeigneten Lithium-Festkörper-Leistungsquelle ist beinahe nur die Hälfte einer Quecksilberzelle, und ähnliches gilt für das Gewicht. Da die Abklingkurve der Quecksilberzelle nicht linear ist, kann man das Ende der Lebensdauer nur schwer vorhersagen, und deshalb ist ein häufiger Austausch erforderlich, um für den das Gerät benötigenden Patienten einen gewissen Sicherheitsspielraum zu schaffen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Herzschrittmacher mit einem Pulsgenerator, Elektrodenanordnung, und Elektrodenzuleitungen, die den Pulsgenerator mit den Elektroden koppeln, wobei der Pulsgenerator eine Batterieleistungsquelle und impulsformende Elemente umfaßt, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

(a) Die Batterieleistungsquelle weist eine Lithiumanode und einen Lithiumjodid-Elektrolyten auf,

(b) die impulsformenden Elemente umfassen einen Schaltkreis mit Eingang und Ausgang, von denen der Eingang mit der Leistungsquelle und der Ausgang mit einem Paar von AusgangselektreUvjr gekoppelt sind,

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(c) eine erste metallische Umhüllung umschließt die Batterieleistungsquelle, und ein Gehäuse bildet eine zweite metallische Umhüllung, welche die erste Umhüllung, die impulsformenden Elemente und mindestens einen Teil der Elektrodenzuleitungen hermetisch abdichtend umschließt und ein Paar von Bohrungen aufweist für die abdichtende Aufnahme der Elektrodenzuleitungen, die gegen das Gehäuse abgedichtet sind sowie auf seiner Außenfläche poliert ist.

Der Pulsgenerator besteht vorzugsweise aus Elementen, die in Form einer Hybridschaltung auf einem geeigneten Trägersubstrat angeordnet ist, womit die Struktur weiter miniaturisiert wird. Der gesamte Schrittmacher mit Ausnahme der Elektrodenanordnung ist hermetisch in einem Gehäuse aus Metall eingeschlossen, das ein Paar von Bohrungen aufweist, welche abgedichtet die Elektrodenenden aufnehmen.

Der Herzschrittmacher nach der Erfindung kann der Hitze einer Sterilisier-Umgebung widerstehen, etwa Dampf oder dergleichen, wobei die Außenfläche des Gehäuses poliert bleibt.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Lebensdauer der Lithium-Lithiumjodidbatterie sehr gut vorhersagbar ist. Die Batterie bildet, zusammen mit der Schaltung, den Impulsgenerator, der hermetisch abgedichtet in dem Gehäuse eingeschlossen ist.

Weitere bevorzugte Merkmale des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen. Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

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Fig. 1 ist die Seitenansicht eines Herzschrittmachers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt das Gerät"in Rückansicht, wobei die Elektroden und Elektrodenzuleitungen entfernt sind, um die Kontaktzone darzustellen, und

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das Gerät nach Fig. 1.

Der Herzschrittmacher 10 umfaßt ein äußeres Gehäuseteil 11, in dem ein Pulsgeneratorsystem 12 mit einer Batterie 13 und einem Schaltkreis 14 untergebracht sind. Elektroden 15 und 16 sind erkennbar, wobei Elektrodenzuleitungen die Elektroden mit dem Pulsgenerator koppeln. Die Elektrodenzuleitungen umfassen erste Segmente 17 und 18 sowie zweite Segmente 19 und 20, die in die Elektroden 15 und 16 auslaufen. Die Segmente 19 und 20 passen mit Kontaktkupplungen 21 und 22 zusammen, die an der Basis eines Paares von Zuleitungshaltemuffen 24 und 25 angeordnet sind, wobei diese an ihrem Platz durch ein aushärtendes Material gehalten werden, etwa einer warmhärtenden Substanz, wie Epoxydharz, angedeutet bei 26.

Das Gehäuse 11 ist vorzugsweise aus korrosionsfestem Stahl gefertigt, etwa der im Handel erhältlichen Sorte Nr. 304, aus Einzelteilen vorgeformt und dann zusammengeschweißt, um die endgültige Gestaltung herzustellen. Eine Schweißung ist bei 28 vorgesehen, um ein oberes Gehäusesegment 29 mit einem unteren 30 zu verbinden, und eine zweite Schweißung kann bei 31 vorgesehen sein, um die beiden Teile 29 und 29a zu einer Baugruppe zu verbinden.

Es ist bevorzugt, daß das Gehäuse der Batterie 13 an der Innenfläche des Gehäuses 11 angeschweißt oder in anderer Weise befestigt wird, um so eine mechanische und elektrische

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einheitliche Baugruppe auszubilden. Die Batterie 13 weist mit Anode bzw. Katode gekoppelte Pföstchen 33 und 33a als Pole der Zelle oder Batterie auf. Zuleitungen 34 und 34a verbinden die Batterie mit der Hybridschaltung 14, welche die Schaltungseinheit des Pulsgenerators 12 bildet. Schutzgas-Lichtbogenschweissung ist die wünschenswerte Technik für hermetisch dichte Verbindung der einzelnen Teile des Gehäuses 11 zu einer einheitlichen Struktur.

Die Schaltungseinzelheiten der Baugruppe 14 sind vorzugsweise vom "Bedarfs-Typ", doch können andere Typen ebenfalls verwendet werden. Ein Pulsgenerator, der sich als brauchbar erwiesen hat, ist in der US-PS 3 508 167 erläutert, doch ist die Erfindung nicht auf diesen Schaltungstyp beschränkt. Der Ausgang des Pulsgenerators ist über die Zuleitungssegmente 17 und 18 elektrisch mit Kontakten 21 und 22 verbunden, die sich durch hermetische Abdichtungen 36 und 37 erstrecken, bei denen es sich vorzugsweise um Glas-Metall-Durchführungen handelt, welche eine elektrische Durchführung aus dem hermetisch abgedichteten Gehäuse 11 bilden. Die Abdichtungen 36 und 37 sind also ein Paar von Bohrungen, die abgedichtet Elektroden 17 und 18 aufnehmen.

Die als Leistungsquelle dienende Batterie 13 ist mit einer metallischen umhüllung versehen, wie bei 39 gezeigt (Fig. 2), die einen im wesentlichen dichten Abschluß der Batterie bewirkt. Da bei der Entladung der Lithium-Festkörperbatterie keine Gase gebildet werden, ist die Umhüllung überhaupt möglich. Lithium-Festkörperbatterien, die bei Körpertemperatur optimal arbeiten, sind im Handel erhältlich. Falls erwünscht, kann auch das Gehäuse 39 der Batterie die indifferente Elektrode liefern. Wie in Fig. 2 angedeutet, ist die Montageplatte 4O ihrerseits in das Innere des Gehäuses 11 eingeschweißt. Man erkennt, daß diese Art des Aufbaus einerseits den Hybridschaltkreis 14

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elektrisch mit dem Gehäuse 11 koppelt, andererseits aber das Element thermisch isoliert mindestens insoweit, daß das Gerät einer sterilisierenden Umgebung hoher Temperatur ausgesetzt werden kann, etwa Dampf.

Aus Fig. 2 läßt sich entnehmen, daß die Muffen 24 und 25 - vorzugsweise aus Nylon extrudiert - ein Paar von Madenschrauben 42 und 43 aufweisen, mit denen die inneren Enden der Zuleitungen 19, 20 am Platze gehalten werden. Isolierende Stöpsel, etwa Gummistopfen 44 und 45, werden verwendet, um die Madenschrauben 42 und 43 vom ümhüllungskörper zu isolieren. Man erkennt ferner, daß die Madenschrauben an getrennten, aneinanderstoßenden Außenflächen des Gehäuses 11 angeordnet sind, womit der ümfangsabstand zwischen ihnen vergrößert wird, und damit die Gefahr von Kriechströmen verringert wird.

Wie bereits angedeutet, hat die Lithium-Festkörperbatterie bei normaler Stromabgabe einen linearen Ausgang, der in vorhersagbarer Weise mit der Lebensdauer der Batterie abfällt. Mit andern Worten ist die Abklingkurve eine im wesentlichen gerade Linie. Zu Beginn der Batterieentladung beträgt der Innenwiderstand im allgemeinen etwa 1000 0hm, während gegen Ende der Batterie-Lebensdauer der Innenwiderstand etwa 16 000 0hm beträgt. Es wurde empfohlen, daß bei Abfall des Pulsenergieausgangs des Schrittmachers auf etwa 30% oberhalb der Energieschwelle der Elektrode der Pulsgenerator ersetzt werden sollte. Das Ende der Lebensdauer wurde demgemäß willkürlich festgesetzt· auf 2,2 V für eine Batterie mit einer Neuspannung von 2,8 V.

(Patentansprüche) - 7 -

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Claims (4)

1. Patentansprüche :

   Herzschrittmacher mit einem Pulsgenerator, Elektrodenanordnung, und Elektrodenzuleitungen, die den Pulsgenerator mit den Elektroden koppeln, wobei der Pulsgenerator eine Batterieleistungsquelle und impulsformende Elemente umfaßt, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

   (a) Die Batterieleistungsquelle weist eine Lithiumanode und einen Lithiumjodid-Elektrolyten auf,

   (b) die impulsformenden Elemente umfassen einen Schaltkreis mit Eingang und Ausgang, von denen der Eingang mit der Leistungsquelle und der Ausgang mit einem Paar von Ausgangselektroden gekoppelt sind,

   (c) eine erste metallische Umhüllung umschließt die Batterieleistungsquelle, und ein Gehäuse bildet eine zweite metallische Umhüllung, welche die erste Umhüllung, die impulsformenden Elemente und mindestens einen Teil der Elektrodenzuleitungen hermetisch abdichtend umschließt und ein Paar von Bohrungen aufweist für die abdichtende Aufnahme der Elektrodenzuleitungen, die gegen das Gehäuse abgedichtet sind sowie auf seiner Außenfläche poliert ist.
2. 2. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die impulsformenden Elemente elektrisch mit dem Gehäuse gekoppelt, aber thermisch von ihm isoliert sind.
3. 3. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die impulsformenden Elemente auf einer Hybridschaltung angeordnet sind.

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4. 4. Herzschrittmacher nach Anspruch"1, gekennzeichnet durch Verriegelungseinrichtungen in Bohrungen des Gehäuses, die in getrennten, jedoch aneinandergrenzenden Außenflächen angeordnet sind, um den in ümfangsrichtung gemessenen Abstand zwischen ihnen zu vergrößern.

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