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Herzschrittmacher-Elektrode
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Die Erfindung betrifft eine Herzschrittmacher-Elektrode, insbesondere
eine bipolare oder multipolare Herzschrittmacher-Elektrode mit in ihrem Endbereich
wenigstens zwei einen Abstand zwischen sich aufweisenden Kontaktstellen und zumindest
zwei innerhalb eines Schlauches od. dgl.
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Isolierung zu diesen geführten, gegeneinander isolierten Leitern.
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Derartige vor allem bipolare Elektroden sind bekannt. Dabei kennt
man beispielsweise eine Konstruktion, bei der in dem Schlauch zwei parallele Leiter
angeordnet sind. Dadurch ergibt sich in der Ebene, in welcher diese beiden Elektroden
nebeneinander liegen, eine größere Steifigkeit, alse eine gewisse Unbeweglichkeit,
während quer dazu die Nachgicbigkeit und Beweglichkeit gröBer ist. Die Manipulierbarkeit
einer derartigen Elektrode ist ungünstig und darüber hinaus ergibt sich vor allem
in Richtung der nebeneinander liegenden Elektroden eine unerwünscht große Ausdehnung.
Verbunden mit den Schwierigkeiten bei der Handhabung bedeutet diese relativ große
Abmessung eine weitere Erschwerung beim Einführen dieser Elektrode, wobei sie ja
unterschiedlichen Krümmungen unterworfen werden muß.
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Es ist auch bekannt, einen Kontakt einer bipolaren HerznhrJ ttmacher-U.3
ektrode durch einen inneren Leiter zu , um welchen herum der zweite Leiter für den
zweiten
Kontakt isoliert angeordnet ist. Dies führt zwar zu einer im wesentlichen rotationssymmetrischen
und somit nach allen Seiten in gleicher Weise beweglichen Elektrode, ergibt jedoch
wiederum den Nachteil einer relativ großen Abmessung. Für temporäre Elektroden,
die also nur kurzzeitig angelegt werden, ist bei dieser Konstruktion in der Regel
die Einführung eines Mandrins nicht möglich, da wegen des möglichst dünnen Aufbaues
kein Platz mehr für einen Fübrungskanal für einen solchen Maudrin freigelassen werden
kann. Bei implantierbaren bipolaren Elektroden mit einem inneren Leiter und einem
um diesen herum angeordneten weiteren Leiter hat man wegen der Notwendigkeit, beim
Implantieren einen Mandrin einführen zu müssen, die größere Abmessung bisher in
Kauf genommen.
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Der ERfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Elektrode der
eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der eine gute Beweglichkeit bei möglichst
geringen Abmessungen erhalten bleibt und dennoch auch ein Mandrin ohne weiteres
mit eingeführt werden kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen darin, daß die Leiter
der erfindungsgemäßen 11 ektrode a3 s Mchrfachwendel ausgebildet sind, deren Windungen
koaxial und paraller zue ander jeweils auf dem gleichen Außendurchmesser angeordnet
sind. Die verschiedenen, gegeneinander isolierten Leiter sind also gewissermaßen
parallel zueinander und ineinander gewunden, wobei die Windungen alle den gleichen
Außendurchmesser haben, also in ihrem Inneren einen genügend großen Führungskanal
für einen Mandrin freilassen können. Dennoch können die Außenabmessungen in äußerst
engen Grenzen gehalten werden, da man selbstverständlich den Windungsaußendurchmesser
sicher in der Hand hat. Durch das parallele Verwinden der verschiedenen Leiter ergibt
sich gleichzeitig eine zwar gut biegsame und bewogliche, dennoch jedoch gegen Drahtbruch
unempfindliche Elektrode. Durch die überraschende Löaung, die versch@edenen
Leiter
parallel zueinander zu verwinden, werden also die bisherigen, zum Teil einander
entgegengesetzten Schwierigkeiten und Probleme gleichzeitig gelöst. Dabei ist es
vorteilhaft, wenn die Windungen über die gesamte Länge der Elektrode jeweils den
gleichen Außendurchmesser haben. Es ergibt sich dann eine gleichbleibende Führung
für einen Mandrin, wa.; vor allem bei !31 epung,en auS dem Weg der Elektrode von
Vortcil ist.
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Zweckmäßig ist es, wenn der oder die Drähte od. dgl. wenigstens eines
der Leiter, vorzugsweise aller Leiter, einen isolierenden Überzug oder eine Isolierbeschichtung
aufweisen.
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Selbstverständlich genügt es, den oder die Drähte eines Leiters einer
bipolaren Elektrode zu isolieren, jedoch ist es für die Herstellung einfacher, wenn
alle Drähte aller Leiter isoliert sind, weil die Isolierwirkung dadurch vergrößert
wird und innerhalb der Elektrode an der Innenseite des Führungskanales für den Mandrin
kein Materialwechsel auftritt, so daß insbesondere der Kopf des Mandrin beim Einschieben
übel.l1l (ri0h Reibungsverhältnisse und Materialien antrifft.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann jeder Leiter aus zwei gewendelten
Drähten bestehen und dke Elektrode mit zwei Leitern, also vierfach gewendelt sein.
Dadurch ergibt sich sowohl für die Zu- als auch für die Rückführung jeweils eine
doppelte Sicherheit. Beim Bruch eines Drahtes ist immernoch die Stromzu- und -abfuhr
möglich. Die einzelnen Drähte od.
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dgl. zumindest eines Leiters, vorzugsweise aller Leiter können dabei
jeweils unabhängig voneinander isoliert sein.
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Dies erlaubt es unter Umständen, handelsübliche isolierte Drähte zu
verwenden und diese in der erfindungsgemäßen Weise zu der Mehrfachwendel der erfindungsgemäßen
Elektrode zu verformen.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die Elektrode
vielpolig,
z. B. vierpolig ausgebildet ist und für jeden Pol wenigstens ein mit den übrigen
Drähten auf einem Außendurchmesser gewendelten isolierten Draht aufweist. Dabei
erweist sich die erfindungsgemäße Anordnung der einzelnen gegeneinander isolierten
Drähte und Leiter wiederum als vorteilhaft, weil bei einer solchen vielpoligen Elektrode
das radiale übereinanderschichten der einzelnen Leiter erstrecltt zu sehr großen
Außendurchmessern führen würde, während bei der Erfindung auch bei einer vierpoligen
Elektrode praktisch keine Zunahme des Außendurchmessers in Kauf genommen werden
muß.
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Die Erfindung erlaubt auch eine Vereinfachung im Bereich der Pole.
Es ist nämlich möglich, daß das oder die Enden der Drähte des in Einführrichtung
der Elektrode hinteren Poles durch den äußeren Schlauch geführt und mit wenigstens
einer an dessen Außenseite befindlichen Hülse od. dgl. elektrisch leitend verbunden
sind. Eine besondere Verbindung eines speziell geformten schlauchförmigen Leiters
mit dem außerhalb des Isolierschlauches befindlichen Pol erübrigt sich also, weil
der gewendelte Draht des jeweiligen Leiters selbst nach außen geführt werden kann.
Die Isolierung des den Schlauch durchsetzenden Drahtendes endet dabei zweckmäßigerweise
außerhalb des Isolierschlauches.
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Der über den hinteren Pol hinaus zu dem vorderen Pol fü1-rende Leiter
weist aufgrund des Abzweigens des einen Leiters für den Rest des Weges zwischen
seinen Windungen jeweils eine Lücke auf und ist vorzugsweise in eine koaxiale Höhlung
des vorderen Poles geführt und mit deren Innenseite elektrisch verbunden. Trotz
der Lücken zwischen den Windungen dieses Leiters auf seinem letzten Elektrodenabschnitt
wird also eine gleichbleibende Größe der Mandrin-Führung beibehalten. Gegebenenfalls
lassen sich die Lücken aber auch weitgehend vermeiden, wenn die Windungssteigung
nach dem ersten Pol vermindert wird.
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na Ausgestaltung der Erfindung von erheblicher Bedeutung kann darin
bestehen, daß der hintere Pol von dem vorderen Pol einen Abstand etwa gleich dem
Abstand zwischen Vorhof und Ventrikel des menschlichen Herzens hat. Auf diese Weise
läßt sich nämlich die erfindungsgemäße Elektrode als Vorhof-Elektrode ausnutzen.
Oft ist'es nämlich zweckmäßig, das elektrische Signal des Herzens im Vorhof (Atrium)
aufzunchmen, einem Schrittmacher zuzuführen, dort zu verzögern, um dann den Ventrikel
zu stimulieren. Die Verarbeitung dieser zweifellos günstigen Stimulationsart hat
sich bis heute jedoch nicht recht durchsetzen können, da bisher für dieses Verfahren
zwei getrennte Elektroden einmal zum Vorhof und zum anderen zum Ventrikel erforderlich
waren. Die Erfindung erlaubt nun die vorerwähnten Maßnahmen, wodurch die erfindungsgemäße
Elektrode innerhalb einer Elektrode die Aufnahme des Vorhofsignales und die spätere
Stimulation des Ventrikels ermöglicht.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn die axiale Ausdehnung des hinteren
poles etwa der Vorhofausdehnung entspricht oder g>rößer ist,, utit sicherzustelien,
daß im Bereich des Vorhofes eventuell über direkte Berührung oder wenigstens über
Körperflüssigkeit ein entsprechender Kontakt zustandekommt. Die erfindungsgemäße
Elektrode läßt sich also bei entsprechender Anpassung an die Abmessungen des menschlichen
Herzens ausnutzen, um innerhalb eines einzigen Isolierschlauches bei gleich guter
Einführbarkeit und Manipulierbarkeit als Vorhof-Elektrode Verwendung finden zu können.
Dadurch wird nicht nur der operative Aufwand vermindert, sondern gleichzeitig die
Funktionssicherheit erhöht.
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Da die verschiedenen Drähte bzw. Leiter für die verschiedenen Pole
praktisch alle auf demselben Durchmesser liegen können, ergibt dies sowohl bei einer
Vorhof-Elektrode als auch bei einer sonstigen Mehrfachelektrode einerseits eine
gute Stabilität der gesamten Elektrode, andererseits bei
relativ
geringen Außenabmessungen dennoch genügend Platz für einen einzuführenden MaSdrin,
der durch die Wendelform gleichzeitig gut geführt wird und selbst bei Krümmungen
der Elektrode diesen gut folgen kann.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung von eigener schutzwüre Bedeutung
kann darin bestehen, daß jeweils abwechselnd nebt.'rteinander leitende Drähte od.
dgl. und Fäden od. dgl. aus Isolierwerkstoff angeordnet sind. Dies ergibt eine besonders
preiswerte Ausführungsform, bei der dennoch eine sichere Isolierung und außerdem
auch die gewünschte gute Führung des Mandrin erreichbar sind. Beispielsweise kann
die erste, dritte usw. Lage einer Mehrfachwendel aus blankem Draht und die zweite,
vierte usw. Lage aus einem Kunststoffaden od. dgl.
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gebildet sein. Statt vier jeweils einzeln isolierten Drähten können
also zwei blanke Leiter vorgesehen sein, zwischen denen jeweils die Isolierfäden
liegen, wobei selbstverständlich auch eine umgekehrte Anordnung möglich i st, b(i
j der der erste und dritte usw. Faden aus Isoliermaterial besteht und die anderen
Lagen Leiter sind. Die Verwendung blanker Drähte verbilligt dabei die Herstellung.
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Die Querschnitte der leitenden Drähte und der isolierenden Fäden,
Schnüre od. dgl. sind dabei zwec'kmäßigerweise einander gleich und zwar vorzugsweise
kreisrund.
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Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden
Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigt in schematisierter
Darstellung: Fig. 1 eine teilweise im Längsschnitt Gchaltene S('i t.ertansicht einer
erfindungsgemäßen Elektrode in ihrem den Polen abgewandten Endbereich, wo beispielsweisc
ein Stecker od. dgl. anbringbar ist, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Bereich
der Elektrode,
in wetchem die beiden Pole der hier vorgeschenen
bipolaren Schrittmacher-Elektrode vorgesehen sind, Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform
des Einführendes einer Herzschrittmacher-Elektrode mit zwei Kontakt~ stellen, wobei
die in Einführrichtung hintere Kontaktstelle für den Vorhof des Herzens vorgesehen
ist, sowie Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer abgewandelten
Ausführungsform, bei welcher abwechselnd blanke Drähte und isolierende Fäden einen
Mehrfachwendel bilden.
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In den Ausführungsbeispielen sind bipolare Herzschrittmacher~ Elektroden
1 (Fig. 1 und 2) bzw. 1 a (Fig. 3) dargestellt.
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Am vorderen Einführende befinden sich dabei jeweils zwei Kontaktstellen
bzw. Pole 3 und 4 und die zu diesen Polen 3 und 4 oder von diesen wegführenden Leiter
5 und 6 sind innerhalb eines Schlauches 7 od. dgl. Isolierung untergebracht.
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Erfindungsgemäß sind dabei die Leiter 5 und 6 als Mehrfachwendel ausgebildet,
deren Windungen koaxial und parallel zueinander jeweils auf dem gleichen Außendurchmesser
angeordnet sind, der gemäß den Figuren 1 und 2 von' dem Isolierschlauch 7 umschlossen
wird. Dabei haben im Ausführungsbeispiel die Windungen über die gesamte Länge der
Elektrode 1 bzw. 1 a jeweils derl glelolten Außendurchmesser.
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Bei den im Ausführungsbeispiel dargestellten bipolaren Elektroden
1 oder 1 a besteht jeder Leiter 5 und 6 aus zwei Drähten 8, die jeweils einen isolierenden
Überzug 9 oder eine Isolierbeschichtung aufweisen. An sich würde es genügen, nur
die Drähte eines Leiters zu isolieren, jedoch ist für eine gleichmäßige Ausbildung
aller Windungen die gewählte Ausführungsform besonders vorteilhaft. Dabei sind die
einzelnen Drähte 8 jeweils alle unabhängig voneinander isoliert.
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Eine vierpolige Elektrode könnte ähnlich wie in Fig. 1 dargestellt
aufgebaut sein, wobei dann jeder Draht 8 zu einem der Pole führen würde. Der übrige
Aufbau der Elektrode wäre in vorteilhafter Weise nicht verändert, d. h. die Geschmeidigkeit,
Biegsamkeit, Beweglichkeit und Handhabbarkeit bliebe trotz der Vergrößerung der
Polzahl unverändert. Auch die Außenabmessungen könnten entsprechend klein bielben
und dennoch genügend Platz für einen im inneren der 1' Lekti'ocle 1 oder 1 a anzuordnenden
Mandrin 10 bieten.
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In Fig. 2 ist dargestellt, daß die Enden 11 der Drähte 8 des in Einführrichtung
der Elektrode 1 hinteres Poles 3 durch den äußeren Schlauch 7 geführt und mit wenigstens
einer an dessen Außenseite befindlichen Hülse 12 od. dgl.
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elektrisch leitend verbunden sind. Diese Hülse 12 bildet praktisch
den hinteren Pol 3. Die Isolierung 9 der den Schlauch 7 durchsetzenden Drahtenden
11 endet dabei gemäß Fig. 2 außerhalb des Schlauches 7, um eine bestmögliche Isolierung
auch in diesem Bereich zu erzielen. In wünschenswerter und vorteilhafter Weise können
also die Drähte 8 des Leiters 5 unmittelbar zur Verbindung mit dem Pol 12 herangezogen
werden. Besondere Verbindungsdrähte von einem speziellen Leiter zu dem Pol werden
vermieden.
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Aus Fig. 2 geht ferner hervor, daß der über den hinteren Pol 3 hinaus
zu dem vorderen Pol 4 führende Leiter 6 zwischen seinen Windungen Lücken 13 aufweist,
da nunmehr die Windungen des Leiters 5 fehlen. Der Leiter 6 ist dabei in eine koaxiale
Höhlung 14 des vorderen Poles 4 geführt und mit deren Innenseite elektrisch in Kontakt
oder verbunden.
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In Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ausführungsform dargestellt,
bei welcher jedoch der hintere Pol 3 n vnit dem vorderen Pol 4 a einen Abstand etwa
gleich dem Abstand zwischen Vorhof und Ventrikel des menschlichen herzens hat.
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Die axiale Ausdehnung des hinteren Poles 3 a entspricht dabei
etwa
der Vorhof-Ausdehnung oder ist sogar etwas größer, damit in jedem Fall im Vorhofbereich
ein Kontakt hergestellt wird, wenn der vordere Pol 4 a Kontakt mit dem Ventrikel
hat.
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Man erkennt deutlich, daß der Pol 3 a dabei im wesentlichen durch
Windungen des zumindest in diesem Bereich wenigstens außen blanken Leiters 5 a gebildet
ist. Dadurch behält der hintere Pol 3 a seinerseits trotz seiner relativ großen
Länge die gewünschte Beweglichkeit und Manipulierbarkeit.
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Entsprechend große Bedeutung kommt dieser Maßnahme zu.
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In l:ig. 1 ist eine abgewarldelte Aus1ührungsform dargestellt, bei
der jeweils abwechselnd nebeneinander leitende Drähte 8 a und isolierende Fäden
15 angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, blanke Drähte als Leiter vorzusehen,
die durch zwischenliegende Isolierschnüre 15 voneinander isoliert sind. Im Ausführungsbeispiel
sind die erste und dritte Lage der Mehrfachwendel aus blankem Draht 8 a und die
zweite und vierte Lage aus einem Kunststoffaden 15 gebildet. Die Querschnitte der
leitenden Drähte 8 a und der isolierenden Fäden 15 oder Schnüre sind einander dabei
gleich und im Ausführungsbeispiel kreisrund. Insgesamt ergibt sich dadurch eine
preiswerte Herstellung, bei der für den Mandrin 10 eine ähnlich gute Führung wie
bei der Ausführungsform nach Fig. 1 erzielt wird und der äußere Isolierschlauch
7 wiè bei dieser vorbeschriebenen Ausführungsform den äußeren Abschluß bildet.
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Das separate Isolieren der einzelnen Leiter oder Drähte kann jedoch
entfallen.
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Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten
Merkmale und Konstruktionsdetails können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination
miteinander wesentliche Bedeutung haben.
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