DE3515984C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen intravaskulären Elektrodenkatheter
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Derartige Katheter dienen dazu, den Zustand des Herzens zu er
fassen und auf das Herz einzuwirken, um krankhafte Herzzustände
zu erkennen und zu behandeln. Es wird angenommen, daß der plötz
liche Herztod in den meisten Fällen auf die als Tachyarrhythmie
bezeichnete Beschleunigung der elektrischen Herzfunktion zurück
zuführen ist. Die lebensgefährlichen Tachyarrhythmiezustände des
Herzens sind die Herzkammer-Tachycardie, das Herzkammerflattern
und das Herzkammerflimmern. Die Vorhof-Tachyarrhythmien, bei
spielsweise die Vorhof-Tachykardie und das Vorhofflimmern, sind
nur lebensgefährlich, wenn sie zur Beschleunigung der Herzkammer
funktion führen.
Nur in einer Minderheit der Fälle ist der Herzrhythmus verlang
samt; man spricht dann von einer Bradyarrhythmie. Bradyarrhyth
miezustände werden gefährlich, wenn in der Impulserzeugung oder
in dem Leitungssystem des Herzens ein Defekt vorhanden ist und
kein normaler Ersatzschlagrhythmus auftritt.
Aus neueren Erfahrungen unter Krankenhausbedingungen geht her
vor, daß Tachyarrhythmiezustände häufig reversibel sind und
durch Anlegen von relativ hochenergetischen elektrischen Schocks
an das Herz korrigiert werden können. Bradyarrhythmiezustände,
die nicht so oft lebensgefährlich sind, können häufig durch sehr
energiearme Schrittmacherimpulse korrigiert werden. Im Rahmen
der vorliegenden Erfindung wird die Korrektur von Herzrhythmus
störungen durch Anlegen von hochenergetischen elektrischen
Schocks an das Herz als Kardioversion bezeichnet.
Ein intravaskulärer Elektrodenkatheter nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 ist aus der DE-PS 22 60 563 bekannt. Er besitzt eine
distale Elektrode am distalen Ende des Katheterkörpers, eine
proximale Elektrode in einem vorherbestimmten Abstand proximal
von der distalen Elektrode und eine Zwischenelektrode, die zwi
schen der distalen und der proximalen Elektrode angeordnet ist.
Über die distale Elektrode und die proximale Elektrode kann im
Bedarfsfall eine Kardioversion des Herzens durchgeführt werden.
Zur Abgabe von Schrittmacherimpulsen dienen die distale Elek
trode und die Zwischenelektrode. Hierdurch ist die vorbekannte
Einrichtung nicht geeignet, über einen einzigen Katheter eine
hochenergetische Entladung vorzunehmen und auch unmittelbar
danach mittels desselben Katheters die elektrische Herzfunktion
einwandfrei zu überwachen. Nach einer Kardioversion hat das
Gewebe in nächster Nähe der Entladungselektroden infolge der
diesem Bereich soeben zugeführten, großen elektrischen Energie
menge mindestens vorübergehend nur eine beträchtlich geringere
Fähigkeit zum Fortleiten von elektrischen Impulsen. In den
meisten Fällen findet zwar eine vollständige Erholung statt,
doch ist die elektrische Leitfähigkeit während einer gewissen
Zeit stark herabgesetzt. Bei der vorbekannten Einrichtung erfaßt
der von der Kardioversion beeinflußte Bereich zwischen der di
stalen und der proximalen Elektrode auch den für die Messung und
die Abgabe von Schrittmacherimpulsen verwendeten Bereich zwi
schen der distalen Elektrode und der Zwischenelektrode, so daß
dieser letztgenannte Bereich durch die vorhergehende Kardio
version noch beeinträchtigt ist. Es wird also die Überwachungs
funktion gerade in einem Zeitpunkt beträchtlich beeinträchtigt,
in dem eine Kontrolle äußerst wichtig ist.
Aus der DE-GM 72 09 921 ist eine Vorrichtung zum Kardiovertieren
eines anomal arbeitenden Herzens bekannt, bei der ein
Defibrillationsimpuls über die proximale Elektrode und die
Zwischenelektrode abgegeben werden kann. Ein Schrittmacherimpuls
kann über die distale Elektrode und die Zwischenelektrode abge
geben werden. Der Schrittmacherimpuls dient dabei jedoch ledig
lich dazu, die richtige Lage des Katheters im Herz zu kontrol
lieren. Die Überwachung der Herztätigkeit erfolgt demgegenüber
nicht über die Elektroden, sondern über einen Druckaufnehmer,
der mit einem Anschlußkasten verbunden ist.
Die DE-OS 33 14 488 zeigt einen implantierbaren Herzdefibrilla
tor zur automatischen Defibrillation des Herzens eines Patien
ten. Zum Erfassen der R-Zacke des Herzrhythmus ist eine ledig
lich bipolare Elektrode vorgesehen.
Aus der DE-OS 23 19 499
ist eine implantable, bipolare
Leitungsanordnung bekannt, bei
der die Elektroden aus einer
flexiblen Drahtwendel bestehen,
damit die Anordnung gegenüber
Dauerbeanspruchungen unempfindlich
ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen
intravaskulären Elektrodenkatheter
der eingangs angegebenen Art zu
schaffen, der zur einwandfreien
Überwachung des Herzens auch
unmittelbar nach einer Kardioversion
geeignet ist und bei dem dazu
die distale Elektrode und die
Zwischenelektrode als Schrittmacher- und
erstes Überwachungs-Elektrodenpaar
verwendet werden und bei dem
die Zwischenelektrode und die proximale
Elektrode als Kardioversions- und
zweites Überwachungs-Elektrodenpaar
verwendet werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden
Teil des einzigen Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Der Bereich
zwischen der proximalen Elektrode und der Zwischenelektrode, der
zur Kardioversion verwendet wird, überdeckt gerade nicht den zur
Messung und zur Abgabe von Schrittmacherimpulsen herangezogenen
Bereich zwischen der distalen Elektrode und der Zwischenelek
trode. Auch nach einer Kardioversion kann also die Herzfrequenz
fortlaufend genau überwacht werden, weil zur Kardioversion und
zur Überwachung der Herzfrequenz verschiedene Elektroden heran
gezogen werden,
so daß zur Frequenzüberwachung einer
seits und zur Kardioversion andererseits unterschiedliche Gewebe
teile des Herzens herangezogen werden. Der erfindungsgemäße
Katheter ist
an diesen Zweck
in der im kennzeichnenden Teil
des einzigen Anspruchs
angegebenen Weise optimal
angepaßt.
Ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird nachstehend
anhand der Zeichnungen im
einzelnen erläutert. In den
Zeichnungen zeigt
Fig. 1 in Draufsicht einen gemäß der Erfindung ausge
bildeten intravaskulären Mehrelektrodenkathe
ter zum Überwachen der Herzfunktion und für
eine Schrittmacherfunktion und die Kardioversion,
Fig. 1a vergrößert im Längsschnitt den zwischen
der distalen Spitze und der Linie 1a-1a in
Fig. 1 angeordneten Teil des Katheters,
Fig. 1b vergrößert im Längsschnitt den zwischen den
Linien 1a-1a und 1b-1b in Fig. 1 angeordneten
Teil des Katheters,
Fig. 1c vergrößert im Längsschnitt den zwischen den
Leitungen 1b-1b und 1c-1c in Fig. 1 angeord
neten Teil des Katheters,
Fig. 1d vergrößert im Längsschnitt den zwischen den
Linien 1c-1c und 1d-1d Fig. 1 angeordneten
Teil des Katheters,
Fig. 1e vergrößert im Längsschnitt den die Elemente
80, 86 und 86 a umfassenden Teil des Katheters
gemäß der Fig. 1,
Fig. 1f vergrößert im Längsschnitt den das Element
102 umfassenden Teil des Katheters gemäß der
Fig. 1,
Fig. 1g vergrößert im Längsschnitt den das Element
102 umfassenden Teil des Katheters gemäß der
Fig. 1,
Fig. 1h vergrößert im Längsschnitt den das
Element 91 umfassenden Teil des Katheters gemäß
der Fig. 1.
Fig. 1i vergrößert im Längsschnitt den das
Element 90 umfassenden Teil des Katheters
gemäß der Fig. 1,
Fig. 2 im Längsschnitt den im Herzen angeordneten
Katheter gemäß der Erfindung.
In der nachstehenden Beschreibung werden die Fig. 1
und 1a bis 1i unter der Bezeichnung "Fig. 1" zusammen
gefaßt. In der Fig. 1 ist in Draufsicht ein Mehrelektroden
katheter dargestellt, der zum Überwachen der Herzfunktion
und zum Durchführen von Schrittmacher- und Kardioversions
funktionen heranziehbar ist. Dieser Katheter besitzt eine
distale Elektrode 10, eine Zwischenelektrode 18 und
eine proximale Elektrode 48. Die distale Elektrode 10
besitzt eine distale Spitze 12 und eine Zuleitung 14,
die die distale Spitze 12 über eine Drahtwendel 98 elek
trisch leitend mit einem Steckerstift 96 verbindet. Die
distale Spitze hat einen Durchmesser im Bereich von 2,0
bis 2,8 mm, eine Länge im Bereich von 0,5 bis 2,0 mm und
eine Oberfläche im Bereich von etwa 10 bis 20 mm2. Die
distale Spitze besteht gewöhnlich aus einer Platin-Iridium-
Legierung mit einem Iridiumgehalt von etwa10%. Die distale
Elektrode 10 wird zusammen mit der Zwischenelektrode 18
zu Überwachungs- und zu einer Schrittmacherfunktion heran
gezogen.
Die Drahtwendel 98 der Zuleitung 14 ist von einem Mantel
aus Isoliermaterial, beispielsweise aus Silastic, umgeben.
Dieser Isoliermantel hat beispielsweise einen Außendurch
messer von 1,07 mm und einen Innendurchmesser von 0,81 mm.
Die Drahtwendel 98 ist mit dem Steckerstift 96 verbunden,
der in ein nicht gezeigtes, implantierbares Gerät einsteck
bar ist.
Zwischen der distalen Elektrode 10 und der Zwischen
elektrode 18 ist ein Rohrstück 16 vorgesehen, das die
Aufgabe hat, die distale Elektrode 10 festzulegen, die
im Innern des Rohrstückes angeordneten Teile des Kathe
ters gegenüber den Körperflüssigkeiten abzuschirmen,
zwischen der distalen Elektrode 10 und der Zwischen
elektrode 18 den richtigen Abstand aufrechtzuerhalten
und die distale Elektrode 10 und die Zwischenelektrode
18 elektrisch voneinander zu isolieren. Zweckmäßig be
steht das Rohrstück 16 aus einem geeigneten Isolier
material, wie Silastic, und hat es einen Außendurch
messer im Bereich von 1,8 bis 2,8 mm und einen Innen
durchmesser im Bereich von 1,8 bis 2,0 mm. Ein wichtiges
Merkmal des Katheters gemäß der Erfindung betrifft den
Abstand zwischen der distalen Elektrode 10 und der
Zwischenelektrode 18. Dieser Abstand
beträgt optimal 4 mm.
Die Zwischenelektrode 18 besitzt Kupplungsstücke 20
und 22, eine Feder 23, die eine von einer elektrisch
leitenden Drahtwendel gebildete Oberfläche besitzt,
zwei elektrisch leitende, parallelgeschaltete Rohrstücke
28 und 30, DBS-Drähte 40, 92 und 100 und Steckerstifte
94 und 104. Die Kupplungsstücke 20 und 22 und die Draht
feder 23 bestehen aus einem elektrisch leitenden Werk
stoff, der gegenüber den Körperflüssigkeiten inert ist.
Für diesen Zweck wird technisches reines Titan oder
platinüberzogenes, technisch reines Titan bevorzugt.
Das Kupplungsstück 20 stellt eine elektrisch leitende
Verbindung zwischen der elektrisch leitenden Fläche 23
und dem elektrisch leitenden Rohrstück 28 dar. Das Kupplungs
stück 22 stellt eine elektrisch leitende Verbindung zwi
schen der elektrisch leitenden Fläche 23 und dem elektrisch
leitenden Rohrstück 30 dar. Die Feder 23 hat
einen Durchmesser im
Bereich von etwa 3,0 bis 4,0 mm. Diese Feder besitzt
satt aneinanderliegende Windungen, vorzugsweise etwa 8
Windungen pro cm. Die satt aneinanderliegenden Windungen
der Feder 23 bilden eine ununterbrochene elektrisch lei
tende Fläche, die einerseits flexibel ist und andererseits
gewährleistet, daß die Elektrode eine niedrige Impedanz
besitzt, so daß sie einen starken Strom leiten kann. Die
Zwischenelektrode 18 hat gewöhnlich eine Oberfläche im
Bereich von etwa 30 bis 50 mm2, vorzugsweise von etwa
43 mm2. Ein weiteres wichtiges Merkmal der vorliegenden
Erfindung betrifft die Länge der Zwischenelektrode 18
zwischen den äußeren Enden der Kupplungsstücke 20 und 22.
Diese Länge
beträgt optimal etwa 38 mm. Das gewöhnlich
aus Silastic bestehende Isolierrohrstück 36 hat einen
Außendurchmesser von etwa 2,8 mm und einen Innendurch
messer von etwa 2,4 mm und dient zum Isolieren der leiten
den Kupplungsstücke 20 und 22 voneinander und zum Abschir
men der im Innern des Rohrstückes 36 angeordneten Teile
des Katheters von den Körperflüssigkeiten. Die elektrisch
leitenden Rohrstücke 28 und 30 bestehen aus einem elek
trisch leitenden Material, gewöhnlich aus nichtrostendem
Stahl, und stellen eine elektrisch leitende Verbindung
zwischen dem DBS-Draht 40 und den Kupplungsstücken 20
und 22 her. Als DBS-Draht 40 wird eine Litze aus gezogenem,
hartgelötetem Draht bezeichnet, der gewöhnlich aus einem
Gemisch aus nichtrostendem Stahl und Silber besteht und
zum elektrischen Anschluß der Zwischenelektrode 18 dient.
Über die Feder 23 kann die Zwischenelektrode 18 daher für
Überwachungs-, Schrittmacher- und Kardioversionsfunktionen
herangezogen werden, wobei sie bei der einen Überwachungs-
und der Schrittmacherfunktion mit der distalen Elektrode
10 und bei einer anderen Überwachungs- und der Kardioversions
funktion mit der proximalen Elektrode 48 zusammenwirken
kann.
Das Rohrstück 46 besteht gewöhnlich aus Isoliermaterial,
wie Silastic, und hat beispielsweise einen Außendurch
messer von 3,2 mm und einen Innendurchmesser von 2,0 mm.
Es dient zum elektrischen Isolieren der Zwischenelektrode
18 und der proximalen Elektrode 48 voneinander, zum Ab
schirmen der im Innern des Rohrstückes 46 angeordneten
Teile des Katheters von den Körperflüssigkeiten, und
zum Gewährleisten einer genügenden Flexibilität des Kathe
ters, so daß dieser einwandfrei in das Herz einführbar ist,
ohne dieses zu perforieren. Das Rohrstück 46 hält ferner
zwischen der Zwischenelektrode 18 und der proximalen
Elektrode 48 den erforderlichen Abstand aufrecht, der
optimal etwa 11 cm beträgt.
Die proximale Elektrode 48 (Fig. 1c) umfaßt die Kupp
lungsstücke 50 und 52 und die Feder 53, die eine von
einer Drahtwendel gebildete, elektrisch leitende Fläche
besitzt. Die proximale Elektrode 48 besitzt ferner
elektrisch leitende Rohrstücke 58 und 60, ein Rohrstück
66, einen DBS-Draht 68, einen DBS-Draht 70 und den Stecker
stift 108. Die Kupplungsstücke 50 und 52 und die Feder 53
bestehen aus elektrisch leitenden Werkstoffen, die gegen
über den Körperflüssigkeiten inert sind, insbesondere
aus technisch reinem Titan oder aus Platin, Iridium oder
platinüberzogenem Titan. Die elektrisch leitenden Rohr
stücke 58 und 60 bestehen gewöhnlich aus nichtrostendem
Stahl und sind mittels des DBS-Drahtes 68 parallelge
schaltet. Die zwischen den äußeren Enden der Kupplungs
stücke 50 und 52 gemeseene Länge der proximalen Elektrode
48
beträgt optimal etwa 7,5 cm. Der Durchmesser
der proximalen Elektrode 48 soll im Bereich von etwa 3,0
bis 4,0 mm liegen. Die mit der Feder 53 und dem Stecker
stift 108 kombinierte, proximale Elektrode 48 kann im
Zusammenwirken mit der Zwischenelektrode 18 zu einer
Kardioversionsfunktion und einer WDF-Überwachungs
funktion herangezogen werden. Die DBS-Drähte 68 und 70
werden von je einer Litze aus gezogenem, hartgelötetem
Draht gebildet, der gewöhnlich aus einem Gemisch aus nicht
rostendem Stahl und Silber besteht und zum elektrischen
Anschluß der Feder 53 an den Steckerstift 108 dient, der
in ein implantierbares elektrisches Gerät zur Durchfüh
rung von Überwachungs-, Schrittmacher- und Kardioversions
funktionen einsteckbar ist.
Die Elemente 80, 86 und 86 a sind Verstärkungselemente.
Das Element 82 ist ein Verbinder zwischen dem DBS-Draht
92 und dem DBS-Draht 100, die zusammen den DBS-Draht 40
bilden. Die Elemente 84 a und 84 b bestehen gewöhnlich aus
Isolierrohrstücken, beispielsweise aus Silastic, und
haben beispielsweise einen Außendurchmesser von etwa 3 mm
und einen Innendurchmesser von etwa 2 mm. Die Elemente
88 a, 88 b, 88 c und 88 d bestehen gewöhnlich aus Isolierrohr
stücken, beispielsweise aus Silastic, und haben bei
spielsweise einen Außendurchmesser von etwa 1,95 mm und
einen Innendurchmesser von etwa 1,25 mm. Jedes dieser
Rohrstücke bewirkt eine elektrische Isolierung der zuge
ordneten Zuleitung und eine Abschirmung derselben gegen
über den Körperflüssigkeiten. Die Elemente 90, 91, 101
und 102 sind proximale Schutzstulpen, die beim Einstecken
der Steckerstifte 94, 96, 104 und 108 in das implantier
bare elektrische Gerät entsprechend verformbar sind und
die Steckerstifte dicht abschließen. Ähnliche Einrichtungen
sind in der am 21. April 1981 ausgegebenen US-PS 42 62 673
angegeben. Einer der Steckerstifte 94, 96, 104 und 108
ist in an sich bekannter Weise hohl und ermöglicht daher
das Einführen eines Mandrins, der das Führen des Kathe
ters bei dessen Einführen in das Herz erleichtert.
Der Dreielektrodenkatheter gemäß der Erfindung stellt
gegenüber den bekannten Kathetern einen beträchtlichen
technischen Fortschritt dar. Die Überwachung der Herz
frequenz und die Schrittmacherfunktion werden von der
distalen Elektrode im Zusammenwirken mit der Zwischen
elektrode durchgeführt. Dagegen wird die eine höhere
Energie erfordernde Kardioversion von der Zwischen
elektrode im Zusammenwirken mit der proximalen Elektrode
durchgeführt. Infolgedessen ist der vorliegende Katheter
auch unmittelbar nach einer Kardioversion zum Überwachen
der Herzfrequenz geeignet und ferner zum Durchführen
der Schrittmacherfunktion, wenn die Herzfrequenz einen
unteren Grenzwert unterschreitet. Die durch die mit
hoher Spannung durchgeführte Kardioversion mindestens
zeitweise herbeigeführte Depolarisation tritt daher
in einem Herzgewebebereich auf, der zum Überwachen der
Herzfrequenz und zur Schrittmacherfunktion nicht heran
gezogen wird. Infolgedessen kann mittels des Katheters
die Überwachung der Herzfrequenz und bei zu niedriger
Herzfrequenz die Schrittmacherfunktion an einem unge
schädigten Bereich des Herzgewebes vorgenommen werden.
Die Fig. 2 zeigt eine mögliche Anordnung des Elektroden
katheters gemäß der Erfindung in einem Herzen, in dem der
Katheter zur Herzkammer-Defibrillation verwendet wird.
Die die distale Spitze 12 aufweisende, distale Elektrode
10 und die Zwischenelektrode 18 sind an der Spitze der
rechten Herzkammer eingekeilt. Die proximale Elektrode
48 ist im rechten Vorhof und in der oberen Hohlvene
angeordnet und überbrückt den Übergang zwischen ihnen.
Zum Gebrauch des Katheters wird dieser bei anästhesiertem
Patienten intravaskulär
in dessen Herz beispielsweise in die in Fig. 2 gezeigte
Stellung eingeführt. Dann wird ein Herzflimmern herbei
geführt, um die Funktion des Systems zu überprüfen und
Informationen über die erforderlichen Mindestenergien
zu erhalten.
Claims (1)
- Intravaskulärer Elektrodenkatheter, bestehend aus
einem langgestreckten, elektrisch isolierten Katheterkörper,
einer distalen Elektrode am distalen Ende des Katheter körpers,
einer proximalen Elektrode, die in einem vorbe stimmten Abstand proximal von der distalen Elektrode ange ordnet ist und
einer Zwischenelektrode zwischen der distalen und der proximalen Elektrode,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwischenelektrode (18) und die proximale Elektrode (48) eine von je einer flexiblen Drahtwendel (23; 53) gebildete, leitende Oberfläche geringer Impedanz besitzen,
daß die Zwischenelektrode (18) eine Länge von etwa 38 mm und die proximale Elektrode (48) eine Länge von etwa 75 mm aufweisen,
daß der Abstand der Zwischenelektrode (18) zur distalen Elektrode (10) etwa 4 mm und zur proximalen Elektrode (48) etwa 110 mm beträgt, und
daß die distale Elektrode (10) einen Durchmesser von 2,0-2,8 mm und eine Länge im Bereich von 0,5-2,0 mm besitzt.
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