DE2432847A1 - Intrakardiale stimulationselektrode - Google Patents

Description

• Intrakardiale Stimulationselektrode Die Erfindung betrifft eine intrakardiale Stimulationselektrode für Herzschrittmacher, bei der ein mit einem Isoliermantel umgebener Leiter mit einem Metallkopf galvanisch verknüpft ist, der die Wand des Herzmuskels kontaktiert, wobei der Metallkopf mit einer aus nichtleitendem Material bestehenden zylindrischen hülse verbunden ist, die am Vorderende im Bereich des Metalikopfes mehrere, mittels in der Hülse befindlichen Schiebers ein- und ausfahrbare federnde Borsten aufweist, die sich mit dem Gewebe des Herzmuskels verhaken und die Elektrode festlegen.
• derartige Elektroden werden mit Hilfe eines Katheters transvenös eingeführt.
• Eine solche Elektrode ist beschrieben in Res. exp. Med.
• 161, 5. 2iò ... 303 (1973). Sie wird von der Firma Vitatron Medical, Zieren (Niederlande) unter der Bezeichnung MiP 2000 vertrieben. Die bekannte Elektrode hat sich in der Praxis bewährt.
• rür die praktische Handhabung tuben sich jedoch Probleme ergeben, die sich wie folgt zusammenfassen lassen: - Wird bei der Fixierung der Elektrode ein Placierungsfehler festgestellt, so können die ausgefahrenen federnden Borsten durch Zug an einem Faden, der in dem Isoliermantel des Leiters geführt ist und mit dem Schieber verbunden ist, wieder eingezogen werden. Diese Bewegung ist vor der Rückzugsbewegung des eingeführten Katheters durclazuführen. Es hat sich herausgestellt, daß in der Situation der Operation die Vorschrift vere gessen wird, so daß die Kunststoffborsten während der Bewegung des Katheters mit der Elektrode ausgefahren sind und damit Verletzungen hervorrufen können; - nach mehrmaligem Fin- und Ausfahren ldßt die Dichtigkeit der Abdichtung zwischen Borsten und Material des Kopfes nach, so daß Körperflüssigkeit in das innere der Elektroden-Hülse dringen kann und hier einen Kurzschluß hervorrufen kann. Dies fUhrt zu hohem Stromverbrauch und zu einer schwachung der Stromdichte im gewünschten L;bergangsbereich.
• Demnach stellt sich die Aufgabe, eine Stimulationselektrode zu schaffen, bei der die genannten Probleme nicht mehr auftreten, die sich sicher und leicht handhaben läT#t und die keine wesentliche Umstellung der mit der Handhabung der bekannten Elektrode vertrauten Personen erfordert.
• Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Elektrode der be.-zeichneten Art, bei der der Schieber über eine rückseitige Uffnung in der Hülse mittels eines ein- und ausfahrbaren, abnehmbaren Instrumentes innerhalb der HUlse manipulierbar ist. Als einffl und ausfahrbares Instrument eignet sich vorteilhaft ein Überkatheter, das mit zwei gegeneinander beweglichen, konzentrischen Teilen ausgerüstet ist, dessen eine Spitze in das Innere der Hülse einführbar ist und dort mit dem Schieber verbunden werden kann.
• Durch die neue Anordnung ist es möglich, einen relativ kleinen, punktförmigen Metallkopf in der Achse der Hülse vorzusehen. Die Borsten treten außerhalb des Metallkopfes aus der Hülse aus und bilden vorzugsweise eine punktsymnietrische Viereranordnung.
• Weiterhin kann als Zuleitung zum Metallkopf eine biegeschlaff, flexible Leitung vorgesehen werden, da diese weder bei der einführung noch bei der Entfernung der Stimulationselektrode eine mechanische Aufgabe zu erfüllen hat.
• Im Innern der Hülse werden nach innen ragende kissenartige Verstdrkungen vorgesehen, die bestimmte Rastpunkte des Schiebers definieren. Insbesondere wird vorgeschlagen, den Schieber in zwei Stellungen festlegbar zu machen, das Ende der Hülse trichterartig zu erweitern und die im Trichtermund vorgesehene engste Stelle der Hülsenöffnung durch eine Einlage zu verstärken. Letzteres bewirkt, daß der Schieber beim Zurückziehen in der Hülse gehalten wird und nicht aus der Hülse herausrutschen kann.
• Schließlich wird vorgeschlagen, daß der Schieber an der der rückwärtigen Hülsen-Uffnung zugewandten Seite wenigstens eine Uffnung aufweist, in die ein durch die Hülsen-Offnung geführtes Instrument eingreifen kann. Durch diese Maßnahmen wird eine absolut sichere Manipulierbarkeit der Elektrode gewährleistet. Insbesondere wird erreicht, daß bei ZurUckziehen der mit einem Uberkatheter verbundenen Elektrode automatisch die federnden Borsten eingezogen werden. Erst wenn der Katheter vollständig von der Elektrode gelöst ist, verharren die Borsten an dem ihnen zugewiesenen Platz.
• Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden anhand von Åusführungsbeispielen erläutert. Die Erläuterung erfolgt anhand einer Zeichnung, deren Figuren zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Elektrode; Fig. 2 eine zweite Ausführungsform.
• Fig. 1 stellt eine Elektrode dar, die einen ähnlichen Zweck erfüllt wie die, die eingangs als Stand der Technik genannt wurde. Die einführung der Elektrode erfolgt mit Hilfe eines Führun~skatheters,der in die Vene eingeführt und in den rechten Ventrikel vorgeschoben wird. Versuche haben ergeben, daß die nachstehend beschriebenen Elektroden sowohl an der Herzkammer- bzw. Herzvorhofmuskulatur derartig befestigt werden können, daß sie dort ohne Verschiebungen oder Ablösungen gehalten sind.
• Die Elektrode gemäß Fig. 1 besteht aus einer zylindrischen Hülse 2 aus einem weichen, körpervertröglichen Kunststoff.
• Die Hülse besitzt an ihrem vorderen Ende eine Abschlußwand 14 und an ihrem rückwärtigen Ende eine öffnung 15. Die Abschlußwand 14 wird durchbrochen von einem Platin-Iridium-Kopf ó, der über eine freiliegende Kontaktfläche 16 verfügt. Der Kopf 6 ist an seinem ruckwörtigen Ende abgeschlossen durch einen Kunststoffschlauch 17, der mit der Kunststoffhülse 2 völlig wasserdicht verbunden ist. Ver Schlauch 17 enthält in seinem Inneren einen Metalidraht 18, der den Kopf 6 galvanisch mit einer an sich bekannten Stromquelle verbindet.
• Schlauch und Draht bilden zusammen eine flexible Zuleitung 9. Der Draht 13 innerhalb des Schlauches 17 kann gewendelt, geflochten oder yehäkelt sein. Jedenfalls muß eine gewisse Längenflexibilität und Eiegeflexibilität gegeben sein. Die Zuleitung übernimmt jedoch keine "mechanischen" Aufgaben, d.h. sie wird bei der Placierung der elektrode nicht als Zug-oder Druckmittel verwendet. Zug und Druck werden vielmehr auf die Elektrode ausschließlich mit Hilfe des Überkatheters ausgeübt.
• Innerhalb der Hülse 2 befindet sich ein Schieber 3, der als Kunststoffzylinder gestaltet ist und der die Enden von vier Borsten 1 trägt, die elastisch sind und im Ruhezustand etwa die in der Fig. 1 dargestellte Form haben. Die borsten sind durch Eohrungen 19 durch die Abschlußwand 14 nach außen geführt und enden in abgeschrägten Spitzen a r Im vorliegenden Falle sind vier Borsten vorgesehen, die punktsymmetrisch um die Achse des Metallkopfes 6 herum angeordnet sind. Der Metallkopf selbst ist noch einmal durch eine torusförmige Isolation 20 geschützt. Der Schieber 3 wird von der rohrförmigen Spitze des Überkatheters, der über die Leitung 9 geschoben ist, erfaßt. Die Spitze (nicht dargestellt) umgreift den Sciieber 3. Er kann mit ihr vor und zurück innerhulb der Hülse geschoben werden. Um beim Zurückziehen des Überkatheters den Schieber 3 nicht versehentlich aus der Hülse herauszuziehen, ist eine kissenartige Verstärkung 21 vorgesehen. Diese besteht aus Kunststoff und steht in das Innere der Hülse vor.
• Die Elektrode wird zundchst mit eingefahrenen Borsten 1 mit Hilfe eines Katheters intravenös bis an den vorgesehenen Platz vorgeschoben. Anschließend wird der mantel des Uberkatheters soweit vorgeschoben, daß die Borsten aus der Hülse heraustreten und in einem Winkel von etwa 400 eine "Verankerung" bilden.
• Die Borsten verbinden sich mit dem Herzmuskel-Gewebe. Erweist es sich durch Röntgenbilder oder Probeimpulse, daß die richtige Placierung noch nicht gefunden wurde, so wird der Außenmantel des Uberkatheters zurückgezogen, wobei sich gleichzeitig der Schieber 3 im Inneren der hülse nach hinten ver schiebt und die ausgefahrenen Borsten wieder einzieht. In diesem Zustand kann die Elektrode dann gefahrlos an eine andere Stelle gesetzt werden.
• Eine Abdichtung kann entfallen, da die Verbindung zwischen Zuleitung und Metallkopf 6 hermetisch abgesiegelt ist, da die Führung des Schiebers nicht mehr innerhalb der Zuleitung erfolgen muß, w'ie es beim Stand der Technik vorgeschlagen war.
• Ein weiterer Vorteil ist, daß durch diese Konstruktion möglich ist, einen sehr kleinen Elektrodenkopf einzusetzen, der eine Gewichtsverringerung auf der einen Seite und höhere Stromdichte im Kontaktbereich auf der anderen Seite ermöglicht.
• Durch den letzten Vorteil kann der Strombedarf weiter herabgesetzt werden. Die Schrittmacherbatterie bleibt damit länger funktionsfähig. Ein weIterer wichtiger Vorteil ist, daß durch die neue Bauart die Elektrode so leicht und sicher zu befestigen ist, daß sie auch im Herz-Vorhof implantiert werden kann. Die Herzfrequenz kann demnach den jeweiligen Erfordernissen, z. B. bei Erhöhung der körperlichen Belastung, angepaßt werden. Bei bekannten Schrittmacher-Elektroden war diese Möglichkeit nicht gegeben, so daß diese jeweils mit einer festen Frequenz von etwa 70 Schlögen/Min. arbeiteten.
• Versuche an Hunde-Herzen haben ergeben, daß eine Ablösung des implantierten Elektrodenkopfes auch bei einer Frequenz von 120 Schlägen/Min. nicht stattfand.
• In Fig. 2 ist eine in einigen Details veränderte AusfUhrungsform der Elektrode dargestellt. Die Hülse 2 besteht aus Kunststoff und hat eine etwa geschoßförmige Form. Die vordere Abschlußwand 14 ist etwas nach vorne vorgewölbt. Die Bohrungen 19 für die Borsten 1 sind vom Inneren der Hülse her gesehen konisch geformt, so daß eine sicherere Führung möglich ist.
• Das rückwärtige Ende der Hülse und deren Uffnung 15 ist als trichterförmige Erweiterung 12 gestaltet. Die Öffnung 15 verfügt über eine Verengung 22, deren Innenseiten mit einer Einlage-Verstdrkung 8 versehen ist. Eine weitere Yerengung ist bei vier gegeben. #diese Verengung ragt auch in das Innere vor, hat jedoch eine geringere Schwellen-Wirkung.
• Der Schieber 3 ist im vorliegenden Falle als zylindrisches Element gestaltet, das an seiner Rückseite eine Öffnung 23 aufweist. In den Schieber 3 sind die Borsten 1 eingefaßt, wobei, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, die Borsten im wesentlichen paarig aus einem Stück bestehen.
• In die Uffnung 23 faßt ein Teil des Uberkatheters hinein.
• Mit dessen Hilfe kann der Schieber 3 von einer hinteren (ge strichelten3 Position 10 in eine vordere Position (durchgezogen) verschoben werden. Hierbei bildet die Verengung 4 eine Anschlag-Schwelle, die zwei feste Positionen definiert.
• Die rückwärtige Verengung 22, die außerdem noch verstärkt ist, bildet ein ~starres" Hindernis, das den Schieber hindert, aus der Öffnung 15 herauszutreten.
• Uber eine flexible Zuleitung 9, die mit dem Hülsenkörper versiegelt ist, wird der Platin-Iridium-Kopf 6 galvanisch mit einer Stromquelle verbunden. Eine kegelförmige Isolation 7 ist um den Kopf herum angeordnet, so daß lediglich eine Kontaktflöche 16 freigelassen ist.
• Anwendung und Placierung der Elektrode geschieht ähnlich wie bei der gemäß Fig. 1.
• Als Material für die Hülse der Elektrode eignet sich insbesondere Silikon-Kunststoff, als Einlagematerial für die Verstärkung d eignet sich insbesondere rostfreier Stahl (V2A) von 0,5 mm Starke.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Intrakardiale Stimulationselektrode für Herzschrittmacher, bei der ein mit einem Isoliermantel umgebener Leiter mit einem Metallkopf galvanisch verknüpft ist, der die Wand des Herzmuskels kontaktiert, wobei der Metallkopf mit einer aus nicht leitendem Material bestehenden zylindrischen Hülse verbunden ist, die am Vorderende im Bereich des Metallkopfes mehrere, mittels in der Hülse befindlichen Schiebers ein-und ausfahrbare federnde Borsten aufweist, die sich mit dem Gewebe des Herzmuskels verhaken und die Elektrode festlegen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (3) über eine rückseitige Öffnung (15) in der Hülse (2) mittels eines ein- und ausfahrbaren, abnehmbaren Instruments innerhalb der Hülse manipulierbar ist.

2. Elektrode nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch außerhalb des Metallkopfes (6) aus der Hülse (2) austretende Borsten (1).

3. Elektrode nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch vier punktsymmetrisch zur Achse des Metallkopfes (6) angeordnete Borsten(1).

4. Elektrode nach anspruch 1, gekennzeichnet durch eine biegeschlaff elektrische Zuleitung (9) zum Pletalikopf (6).

5. Elektrode nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in das Innere der Hülse (2) ragende kissenartige Verstärkungen (21) (4,5) als Rasten für den Schieber (3).

6. Elektrode nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine trichterartige Erweiterung (12) der rückwärtigen HUlsenoeffnung (15).

7. Elektrode nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine einlagenverstarkte Verengung (22) im Bereich der engsten Stelle der Hülsen-Üffnung (15).

8. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (3) an der der rückwärtigen bffnung (ins) zugewandten Seite wenigstens eine Öffnung (23) aufweist, in die ein durch die Uffnung geführtes Instrument eingreifen kann.

L e e r s e i t e