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Endocardiale Stimulationselektrode
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Die Erfindung betrifft eine endocardiale Stimulationselektrode, insbesondere
für Herzschrittmacher, mit einer von einem weichen Kunststoffmantel umgebenen Drahtwendel.
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Zur Stimulationsübertragung verwendet man eine Elektrode, deren vorderes
Ende im Arbeitsmuskel des Herzens (Myocard) befestigt wird und deren rückwärtiges
Ende an den Herzschrittmacher angeschlossen wird. Der Herzschrittmacher erzeugt
Spannungen mit einem im einzelnen zu ermittelnden Amplitudenwert, die über die Elektrode
an den Arbeitsmuskel gelegt werden. Diese Spannungen überschreiben die Reizschwelle
und bewirken eine Kontraktion des Arbeitsmuskels. Der die Drahtwendel umgebende
Kunststoffmantel wird durch eine Vene hindurch in die rechte Seite des Herzens eingeführt.
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Bekannte Stimulationselektroden sind am vorderen Ende mit einem Stimulationskopf
ausgestattet. Hinter dem vorderen Ende befindet sich zur Verankerung in der rechten
Herzspitze eine konische Verdickung (Kragen, Schulter). Bei großen oder dilatierten
Herzen oder atypischer Lage der Elektrode reicht dies zur sicheren Fixierung nicht
immer aus. Gänzlich unbrauchbar ist diese Vorrichtung für die Plazierung im rechten
Vorhof.
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Andere Stimulationselektroden, die als Widerhakenelektrode bezeichnet
werden, haben an ihrem vorderen Ende einen Spreizanker, dessen Haken nach hinten
umgebogen sind. Der Spreizanker läßt sich in Vorschubrichtung durch die Vene hindurchschieben
und verhakt sich anschließend im Herzen.
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Bei einer weiterhin bekannten Borstenelektrode befinden sich im vorderen
Ende des Kunststoffmantels Borsten, die durch einen Führungsmandrin, der durch die
Drahtwendel hindurchläuft, herausschiebbar sind. Nach dem Herausschieben spreizen
sie sich zur Verankerung im Herzen auseinander. In ähnlicher Weise arbeitet eine
Hakenelektrode, bei der ein Federmechanismus mit einem Führungsmandrin aus dem Kunststoffmantel
herausgeschoben wird.
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Die bekannten Stimulationselektroden haben vielfach den Nachteil,
daß nach der Positionierung des vorderen Elektrodenendes im Herzen Dislokationen
des Elektrodenendes auftreten können. Dadurch wird die Höhe der zuvor ermittelten
Reizschwelle zur Stimulierung des Herzmuskels verändert, so daß die vom Herzschrittmacher
erzeugte Spannung moglicherweize far die Herzkontraktion nicht ausreicht.
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Es ist bereits eine Stimulationselektrode vo-L;eschlagen worden, sei
der im vorderen Ende des Kunststoffmantels ein Gewindestück angebracht ist, durch
dessen Gewindegänge eine Wendel hindurchgeht. Wenn das rückwärtige Ende der Wendel
gedreht wird, schraubt sich die Wendel in dem Gewindestück nach vorne aus dem Kunststoffmantel
hinaus. Gleichzeitig schraubt sie sich in den Herzmuskel ein. Die Handhabung dieser
Elektrode verlangt viel Erfahrung und großes Fingerspitzengefühl, weil ein Teil
der am rückwärtigen Ende der Wendel aufgebrachten Torsion im innern der Wendel gespeichert
wird.
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Insbesondere wenn die Elektrode in schärfere Kurven verlegt ist, besteht
keine ausreichende Kontrolle dafür, daß das vordere Ende tatsächlich in einem bestimmten
Maß herausgedreht worden ist, wenn das rüeLvärtige Ende einige Male gedreht wurde.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stimulationelektrode der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß sie vom Chirurgen eingesetzt werden kann, ohne
daß besonderes Fingerspitzengefühl oder größere Erfahrung notwendig wären. Die Elektrode
soll ferner eine hohe Sicherheit gegen Dislokationen bieten. Sie soll außerdem sowohl
für den Vorhof wie auch für die Kammer anwendbar sein.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß an dem
rückwärtigen Ende der Drahtwendel ein relativ zu dem Kunststoffmantel längsverschiebbarer
erster Schieber angebracht ist, daß an dem vorderen Ende der Drahtwendel ein innerhalb
des Kunststoffmantels zwischen zwei Endpositionen längsverschiebbarer zweiter Schieber
angebracht ist und daß von dem zweiten Schieber aus ein Draht in Richtung auf die
Auslaßöffnung des Kunststoffmantels vorsteht.
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Das Einbringen dieser Elektrode kann durch eine Vene hindurch erfolgen,
wobei der vordere Stimulationsteil in den Kunststoffmantel eingezogen ist. Es besteht
also beim Einführen nicht die Gefahr des Festtlaìens. Wenn das vordere Ende des
Kunststoffmantels die gewünschte Position erreicht hat, wird der Schieber am rückwärtigen
Ende nach vorn geschoben, wodurch der-am vorderen Ende befindliche zweite Schieber
ebenfalls vorgeschoben wird und den Stimulationsteil aus der Auslaßöffnung des Kunststoffmantels
herausschiebt.
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In der Drahtwendel kann ein Mandrin in Form einer längslaufenden Drahtseele
angeordnet sein. Dadurch wird die Kopplung zwischen den beiden durch den Mandrin
und die Drahtwendel miteinander verbundenen Schiebern verbessert.
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Vorzugsweise ist in einem Kopf am vorderen Ende des Kunststoffmantels
eine Raste ausgebildet, die den zweiten Schieber in seiner vorderen Endposition
festhält. Zum Ausfahren des Drahtes braucht lediglich der rückwärtige Schieber so
weit vorgeschoben zu werden, bis der vordere Schieber in seiner Raste einrastet.
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Ferner kann auch in dem rückwärtigen Ende des Kunststoffmantels eine
Raste ausgebildet sein, die einen Wulst des ersten (rückwärtigen) Schiebers in dessen
vorderer Endposition festhält.
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Der aus dem vorderen Ende des zweiten Schiebers vorstehende Stimulationsteil
ist vorzugsweise in Form einer Wendel mit im Abstand voneinander angeordneten Gängen
ausgebildet.
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Beim Vorschieben des vorderen Schiebers wird die Wendel nach vorn
gedrückt und stößt elastisch gegen den Herzmuskel. Wegen der Rastwirkung des zweiten
Schiebers ist ein Zurückziehen in den Kunststoffmantel hinein nicht ohne weiteres
möglich. Um zur Sicherung gegen Dislokationen einen festen Halt am Herzmuskel zu
bekommen, kann die gesamte Wendelelektrode einschließlich des Kunststoffmantels
anschließend gedreht werden, wobei die Wendel sich in das Herz hinein dreht. Auf
diese Weise erfolgt eine feste Verankerung. Das Drehen der durch eine Vene hindurchgehenden
Wendelelektrode ist ohne weiteres möglich, wobei eine relativ feste Kopplung zwischen
dem rückwärtigen Ende und dem vorderen Ende gegeben ist. Auf diese Weise kann die
Drehung ohne wesentliche innere Verformungen der Elektrode auf die vordere Wendel
übertragen werden.
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Besondere Bedeutung findet die Elektrode im Vorhofbereich zur Stimulation
und Detektion von Herzsignalen. Vorhofelektroden müssen wegen der Vorhoflage in
hängender Position fixiert werden. Sie haben daher vrzugsweie eine Position, die
J-förrnig ausgebildet ist. Zur Unterstützung dieser Position kann die Elektrode
eine Präformation ehalten.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme
auf die Figuren näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch einen Langsschnitt durch eine endocardiale
Wendelelektrode und Fig. 2 zeigt eine Malichkeit der Präformation als Vorhofelektrode.
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Die in Fig. 1 dargestellte Stimulationselektrode weise einen Kunststoffmantel
10 in Form eines Silikonschlauches auf. Das vordere Ende 11 und das rückwärtige
Ende 12 des Kunststoffmantels ist jeweils verdickt ausgebildet.
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Durch den Kunststoffmantel hindurch verläuft die Drahtwendel 13. Diese
besteht aus einem dünnen elastischen Draht, der mit der geringstmöglichen Steigung
gewickelt ist, so daß die einzelnen Windungen oder Gange dicht aneinander liegen.
Auf diese Weise ist eine Druckübertragung durch die Drahtwendel möglich.
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In den rückwärtigen Ende 12 des Kunststoffmantels befindet sich ein
Führungskanal 14 für den ersten Schieber 15. Der Schieber 15 ist in dem Fiihrungskanal
14 in Längsrichtung verschiebbar und er ist mit der Drahtwendel 15 fest verbunden.
Das elektrische Potential der Drahtwendel 15 kann entweder an dem Schieber 15 abgenommen
werden, wenn dieser aus leitfthigem Material besteht, oder die Drahtwendel geht
in Längsrichtung durch den Schieber 15 hindurch.
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Der Schieber 15 besitzt einen umlaufenden Wulst 16, der sich zunächst
außerhalb des Kunststoffmantels 10 befindet und erst beim Vorschieben des Schiebers
15 in die in Fig. 1 dargestellte Position innerhalb der ringförmigen Rastausnehmung
17 des Kanals 14 gelangt.
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Am vorderen Ende des Kunststoffmantels ist die Drahtwendel 15 mit
dem zweiten Schieber 18 fest verbunden.
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Dieser Schieber 18 ist in der Kammer 19 im Innern des Kopfes 11 in
Langsrichtung verschiebbar und rastet am vorderen Ende der Kammer 19 in der dargestellten
Position ein, indem er von einem ringförmigen Rastvorsprung 20 hintergriffen wird.
Das Material des Kunststoffschlauches 10 besitzt eine solche Elastizität, daß sowohl
der Ringwulst 16 als auch der Schieber 18 in ihre Rastpositionen geschoben werden
können, indem der Kunststoffmantel an der betreffenden Stelle vorübergehend elastisch
aufgeweitet wird.
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Das vordere Ende des Kopfes 11 ist konisch als Mundstück 21 ausgebildet.
Es weist einen Kanal 22 auf, durch den eine zweite Drahtwendel 25, die an dem Schieber
18 befestigt ist, hindurchragt. Die zweite Drahtwendel 23 hat eine größere Steigung
als die erste Drahtwendel 15, d.h. ihre einzelnen Windungen haben einen gegenseitigen
axialen Abstand voneinander. In der Rückzugsposition des vorderen Schiebers 18 ist
die Drahtwendel 23 vollständig in den Kanal 22 bzw. in die Kammer 19 zurückgezogen,
d.h. sie steht nicht aus der vorderen oeffnung des Kopfes 11 vor. In der vorgescho
benen Position ragt sie nach vorn aus dem Kopf 11 heraus, so daß sie durch Drehen
der gesamten Elektrode einschließlich des Kunststoffmantels 10 in die vorgesehene
Stelle des Herzens eingeschraubt werden kann.
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Zur Verbesserung der Druckübertragung zwischen dem ersten Schieber
15 und dem zweiten Schieber 18 verläuft im Innern der Drahtwendel 15 ein Mandrin
24 in Form einer Drahtseele. Der Mandrin 24 ist an seinem rückwärtigen Ende mit
dem ersten Schieber 15 und an seinem
vorderen Ende mit dem zweiten
Schieber 18 fest verbunden.
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Die gesamte Wendelelektrode ist so flexibel und weich, daß sie in
engen Biegungen verlegt werden kann. Nach ihrer Verlegung kann sie insgesamt gedreht
werden, indem das rückwärtige Ende 12 des Kunststoffmantels 10 gedreht wird.
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In Fig. 2 ist eine mögliche Präformation der Elektrode bei der Verwendung
als Vorhofelektrode dargestellt. Der Kunststoffmantel 10 erhält in der Nähe des
vorderen Elektrodenendes eine J-förmige Umbiegung 12 um ca. 1800 Diese Formierung
ist selbstverständlich nicht starr, sie stellt lediglich die Vorzugsstellung dar,
die die Elektrode einnimmt, wenn sie keiner äußeren Krafteinwirkung ausgesetzt ist.
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L e e r s e i t e