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Elektrodensonde, insbesondere zur Implantation in
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einen menschlichen oder tierischen Körper
Elektrodensonde,
insbesondere zur Implantation in einen menschlichen oder tierischen Körper Die Erfindung
bezieht sich auf eine Elektrodensonde, insbesondere zur Implantation in einen menschlichen
oder tierischen Körper, vorzugsweise zum Anschluß an einen Herzschrittmacher, mit
einer flexiblen Zuleitung, die aus einem elektrischen Leiter und einer Isolierhülle
besteht und die am vorderen (distalen) Ende einen Elektrodenkopf besitzt.
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Um die teilweise hoch flexiblen Zuleitungen in das Herz einzuführen
kann je nach Ausgestaltung der Zuleitung entweder ein Mandrin in das Innere der
Zuleitung eingeführt werden, oder aber es können Führungskatheter verwendet werden,
die über die Zuleitung geschoben werden.
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Für eine erfolgreiche Elektrotherapie ist es notwendig, daß der elektrische
Leiter der Sonde absolut zuverlässig ist, d.h. das trotz permanenter Herzbewegungen
und trotz aggressiver Härperflüssigkeiten eine isolierte, kontinuierliche elektrische
Verbindung zwischen dem Elektrodenkopf und dem Herzschrittmacher aufrechterhalten
wird.
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Bekannte flexible Zuleitungen werden aus einem spiralförmig gewundenen
Draht hergestellt, der mit einer Isolierhülle umgeben, ist.
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Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit ist es auch bekannt (DE-OS 2820867),
diese Zuleitungen mehruendlig auszuführen, um auf diese Weise bei Bruch einer Wendel
die leitende Verbindung über mindestens eine bleibende intakte Wendel aufrechtzuerhalten.
Durch die DE-OS 2810004 ist eine Zuleitung bekannt, die leitfähige, aus Kohlenstoffasern
bestehende Monophile besitzt, die um einen flexiblen Kern gelegt sind. Da auch diese
Monophile verhältnismäßig bruchempfindlich sind, sind in der DE-OS 2810004 aufwendige
Anordnungen
vorgeschlagen, die der Bruchneigung Rechnung tragen
sollen. Derartige Zuleitungen besitzen weiterhin den Nachteil, daß sie relativ hochohmig
sind, wodurch Leitungsverluste auftreten können.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der bekannten
flexiblen Zuleitungen zu beheben und eine Zuleitung zu schaffen, die sowohl bruchsicher
als auch niederohmig ist. Dabei sollen weiterhin Mittel vorgesehen sein, die eine
Längenveränderung der flexiblen Zuleitung erlauben. Gelöst wird die Aufgabe der
Erfindung dadurch, daß die Zuleitung, insbesondere der elektrische Leiter zumindest
teilweise aus Metallfasern besteht. Metallfasern als solche sind bekannt. Sie können
in Stärken von etwa zum in der Regel zum hergestellt werden. Die hier vorgeschlagenen
Metallfasern sollen aus körperverträglichem Edelstahl hergestellt sein. Durch diese
Metallfasern lassen sich z.B. Leitungewiderstände von weniger als 25 Ohm/Meter erreichen.
Je nach Stärke der Metallfaserbündel, können bei hinreichend geringem Leitungewiderstand
zur Erhöhung der Flexibilität noch Textilfasern beigemischt sein, so daß sich eine
äußerst flexible und nahezu bruchsichere Zuleitung herstellen läßt.
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Die Metallfasern und ggf. die Textilfasern können nach aus der Textiltechnik
bekannten Arten verarbeitet sein. Die Fasern können endlos oder nicht endlos vorliegen
und zu Garn verarbeitet, verdrillt, geflochten, verklöppelt oder als Vlies vorliegen.
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Die flexible Zuleitung kann aus einem Kern bestehen, welcher aus Fasern,
einem Schlauch, einem spiralförmig gewundenen Draht aus Kunststoff oder Metall besteht
und einen Hohlraum zur Aufnahme eines Mandrins besitzt, wobei um diesen Kern eine
hülsenförmige Metallfaserschicht und anschließend die Isolierhülle angeordnet sind.
Es können aber auch um die Metallfaserschicht eine weitere textile hülsenförmige
Schicht mit einer weiteren Metallfaserschicht und ggf'. einer Textilschicht vorgesehen
sein. Dabei können die Metallfaserschicht bzw. -schichten mit den zugeordneten Isolationsschichten
fest verbunden sein.
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Ein anderer Aufbau einer flexiblen Zuleitung besteht darin, daß die
Metallfasern in dem Hohlraum einer aus einem oder aus mehreren Drähten gebildeten
Spirale angeordnet sind, wobei sich um die Spirale die Isolierhülle befindet.
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Aufgrund der Ausbildung des elektrischen Leiters durch Metallfasern
ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Metallfaserschicht am distalen Zuleitungsende
unisoliert auszuführen, wobei die un-2 isolierte Fläche maximal 30 mm betragen soll.
Diese unisolierte Metallfaserfläche dient als Elektrodenkopf, wobei die besonderen
Vorteile dieser Anordnung darin bestehen, daß keine Kontaktsch-#ierigkeiten zwischen
dem elektrischen Leiter-und dem eigentlichen Elektrodenkopf bestehen, da diese einstückig
ausgeführt sind. Weiterhin ist eine solche Elektrodensonde am distalen Ende im Gegensatz
zu einem festen Kopf völlig flexibel. Schließlich bildet die Metallfaser eine poröse
Struktur, in die Gewebe einwach-sen kann, was wiederum die Fixationsfähigkeit einer
solchen Elektrodensonde wesentlich verbessert.
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Insbesondere in Verbindung mit einem elektrischen Leiter aus Metallfasern
besteht die Möglichkeit, eine Längendehnbarkeit der Zuleitung zu-ermöglicben, was
einmal dadurch erfolgen kann, daß die Isolierhülle der Zuleitung dichtend teleskopartig
und der aus Metallfasern bestehende elektrische Leiter, beispielsweise durch wellen-
oder spiralartige Ausbildung, verlängerbar ausgebildet sind. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, daß die Isolierhülle durch Aufweitung als VorratsbehäLter für den
aus Metallfasern bestehenden elektrischen Leiter ausgebildet ist, der durch wellen-oder
spiralartige Ausbildung verlängerbar ausgebildet ist. Diese Ausführung ist in vielen
Fällen, besonders aber wenn die Zuleitungen in der Pädiatrie eingesetzt werden,
besonders wUnschenswert, da beim Wachsen des Kindes ihre Länge, ohne wesentliche
Gegenkräfte zu erzeugen, vergrößert wird. Nicht dehnbare Zuleitungen führen daher
ab einer- bestimmten Elongation unweigerlich zu einer Dislokation des Elektrodenkopfes
im Herzen. Selbst bei
Isolierhüllen z.B. aus Polyuretan, mit hoher
Federkonstante lassen sich teleskopartige Isolierhüllen verwenden, die in dem teleskopartigen
Bereich mit Dichtmittelnversehen sind.
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Werden derartige längenveränderliche Zuleitungen verwendet, so ist
es vorteilhaft, wenn der Elektrodenkopf eine an sich bekannte Fixationsspirale in
einer Hülse aufweist, daß die Fixationsspiralele in der Hülse längenverschiebbar
aber drehfest, beispielsweise durch Nut und Feder mit der Hülse verbunden ist und
daß zwischen Fixationsspirale und Hülse ein Begrenzungsanschlag vorgesehen ist.
Dadurch kann die Fixationsspirale beispielsweise durch Druck eines Mandrins in eine
vordere Position gebracht werden. Das erforderliche Drehmoment kann dabei über die
Zuleitung vom äußeren Ende her auf die Hülse und von dort über Nut und Feder auf
die Fixationsspirale übertragen werden. Durch eine solche Befestigung der Fixationsspirale
bzw. des Elektrodenkopfes im Herzen können daher die geringen Kräfte zur Elongation
der Zuleitung aufgebracht werden. Besondere Vorteile bietet auch eine Sperrklinke
zwischen Fixationsspirale und Hülse, da dann eine einmal, beispielsweise durch den
Mandrin, aus der Hülse herausgeschobene Spirale nicht mehr zurückweichen kann.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen,
in der Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt sind.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Zuleitung,
Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Zuleitung in gegenüber
Fig. 1 veränderter Ausführung, Fig. 3 eine komplette Zuleitung mit einem Teilschnitt
durch einen Vorratsbehälter und Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen vorgeschlagenen
Elektrodenkopf.
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In Fig. 1 ist mit 1 eine Isolierhülle bezeichnet, an die sich nach
innen hülsenförmig eine Metallfaserschicht 2 anschließt.
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Die Metallfaserschicht ihrerseits umschließt einen mit 3 bezeichneten
elastischen Schlauch, in dessen Inneren eine Drahtwendel 4 angeordnet ist. Mit 5
ist ein innerer Hohlraum innerhalb der Drahtwendel 4 bezeichnet, du-rch den in bekannter
Weise ein Mandrin eingeführt werden kann. Die Metallfaserschicht 2 kann entweder
lose zwischen den Isolierschichten 1 und 3 gelagert sein oder mit einer oder beiden
eine innige Verbindung durch entsprechende Herstellungsverfahren eingehen. Die Drahtwendel
4 kann aus Isolationsmaterial oder Leitermaterial, einfach oder mehrfach gewandelt,
hergestellt sein. Die Zuleitung, gleich nach welchem Aufbau, ob mit Metallfaser
oder ohne Metallfaser nach konventionellem Muster kann auf ihrer Länge unterschiedliche
Steifigkeit aufweisen. Wünschenswert ist es auch, daß in der ersten Zeit nach der
Implantation die Steifigkeit grdßer ist und im Laufe der Zeit nachläßt. Dies kann
z.B. dadurch erreicht werden, daß um die äussere bzw. in der äußeren Isolierhülle
eine körperverträgliche und versteifende Substanz angeordnet ist, die im Laufe der
Zeit -etwa nach 2 bis 4 Wochen - vom Kdrper resorbiert wird.
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Gemäß Fig. 2, bei der im wesentlichen die gleichen Bezugsziffern zur
Anwendung kommen, ist innerhalb der Isolierhülle 1 die Drahtwendel 4 angeordnet,
wobei im Innern der Drahtwendel ein mit 2a bezeichneter Metallfaserstrang angeordnet
ist. Das Innenvolumen der Drahtwendel, der Durchmesser des Mandrins und die Anzahl
der verwendeten Metallfasern müßte dabei so abgestimmt sein, daß sich der Mandrin
noch mühelos einführen und zurückziehen läßt, auch wenn die Zuleitung einen verbogenen
Verlauf aufweist. Bei dieser Anordnung kommt dem Metallfaserstrang, der mindestens
an den beiden Enden der Zuleitung in zuverlässiger elektrischer Verbindung mit dem
Anschlußstecker sowie der Stimulationefläche stehen muß, eine zweifache Aufgabe
zu. Der Metallfaserstrang übernimmt bei Bruch der Drahtwendel die elektrische Leitung
und reduziert bei intakter Drahtwendel den gesamten Widerstand des elektrischen
Leiters.
Die Metallfasern müssen so verarbeitet sein, daß sich der Mandrin beim Vorschieben
nicht darin verfängt, d.h. alle Fasern sollen im wesentlichen parallel angeordnet
sein.
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Für bipolare oder sogenannte A\J-Elektrodensonden sind mindestens
zwei voneinander isolierte elektrische Zuleitungen erforderlich.
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Dadurch, daß die Metallfasern relativ niederohmig sind, räumlich aber
nahezu beliebig angeordnet werden können, bieten sie sich für eine vorteilhafte
Zuleitung in Form eines koaxialen Aufbaus an.
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In Fig. 3 ist mit 13 eine komplette Elektrodensonde bezeichnet, die
am einen Ende einen Anschlußstift 11 aufweist und am anderen Ende mit einem Elektrodenkopf
6 mit einer Fixationsspirale 10 versehen ist. An einer bevorzugten Leitungsstelle
weist die Isolierhülle 1 eine als Vorratshehälter 12 ausgeführte Aufweitung auf,
in der ein mit 2b bezeichneter Metallfaserstrang wellenförmig angeordnet ist, so
daß eine Längenänderung der Zuleitung möglich ist.
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In Fig. 4 ist die Elektrodensonde im Gegensatz zu Fig. 3 innerhalb
der Isolierhülse eingeschoben. Der Elektrodenkopf ist mit einer Nut 8 versehen,
die mit einer Feder 9 in der Isolierhülle zusammenwirkt Beispielsweise durch einen,
nicht dargestellten, Mandrin kann der Elektrodenkopf aus der Isolierhülle verschoben
werden und anschließend die Fixationsspirale sich im Gewebe durch Verdrehen der
Elektrodensonde verhaken. Am Uebergang zwischen Elektrodenkopf und Metallfaserstrang
ist eine Sperrklinke 7 vorgesehen, die verhindert, daß die Elektrodensonde 6 zurück
in die Isolierhülle geschoben werden kann. Der mit dem Elektrodenkopf zusammenwirkende
Bereich der Isolierhülle kann auch als getrennte Hülse entsprechend den Ausführungen
in den Patentansprüchen ausgeführt sein.
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Zur Verminderung der Reibungskräfte zwischen den einzelnen Metallfasern
und zur Verhinderung von Störsignalen, wie sie bei der Bewegung von elektrischen
Leitern in Form von Litzen auftreten können, werden die Metallfasern in vorteilhafter
Weise in eine körperverträgliche, leitfähige, beispielsweise pastöse Substanz eingebettet.