DE3905436A1 - Speiseroehrenelektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speiseröhrenelektrode und betrifft insbesondere eine Innenelektrode, die mit einem Herzschrittmacher verwendet wird, um ein Kammerflim­ mern des Herzens zu beheben und/oder die Lungen eines Patien­ ten zu beatmen.

Wenn das Kammerflimmern des Herzens bei einer Person beho­ ben werden muß und umgewandelt werden muß, um den Herz­ schlag wieder herzustellen, oder wenn das Herz einen Schrittmacher benötigt, um einen rhythmischen Herzschlag sicherzustellen, oder wenn die Lungen einer Person beatmet werden müssen, um die Atmung wieder herzustellen, müssen bestimmte Schritte sehr schnell sicher und leicht und mit der geringsten Verletzung des Patienten durchgeführt werden. Verfahren zur Durchführung dieser Techniken wurden von der Anmelderin alleine oder zusammen mit anderen Erfin­ dern entwickelt und sind in den US-PS′en 47 35 206 mit dem Titel "Beheben des Kammerflimmerns und Schrittmachen für das Herz", 45 74 807 mit dem Titel "Verfahren und Vorrich­ tung zum Schrittmachen für das Herz unter Verwendung von äußeren und inneren Elektroden" und 46 83 890 mit dem Titel "Verfahren und Vorrichtung zur kontrollierten Beatmung unter Verwendung von Innen- und Außenelektroden" beschrie­ ben. Diese Veröffentlichungen der früheren Patente sind Bestandteil dieser Anmeldung. Alle diese Verfahren beruhen auf einer internen Speiseröhrenelektrode als Basiselektro­ de, wobei andere Elektroden auf der Brust des Patienten angeordnet werden, um einen elektrischen Weg für das verwen­ dete Verfahren herzustellen. Hierbei soll berücksichtigt werden, daß die vorliegende Erfindung aus einer internen Speiseröhrenelektrode mit mehreren Ringen besteht.

Verfahren zum Schrittmachen des Herzens, zum Beheben des Kammerflimmerns und zum Beatmen der Lungen eines Patienten unter Verwendung einer internen Speiseröhrenelektrode sind bekannt, wobei die Elektrode mit geeignet angeordneten Außenelektroden zusammenwirkt, wobei die Außenelektroden von der speziell ausgestalteten internen Speiseröhrenelek­ trode abhängen.

Die interne Speiseröhrenelektrode wird durch den Mund wie ein Magenschlauch eingeführt oder kann durch die Nasenöff­ nungen in der Weise eines Nasen-Magenschlauches eingeführt werden. Die Elektrode weist eine solche Steifigkeit und Flexibilität auf, daß eine derartige Einführung möglich ist. Sie weist unterschiedliche Durchmesser auf. Bei der bevorzugten Ausführungsform trägt die Elektrode mehrere kreisförmige Kontakte auf ihrer Oberfläche am unteren Ende des Schlauches. An dem anderen Ende der Elektrode ist ein Anschlag vorgesehen, der mit dem Gesicht des Patienten in Eingriff tritt, um ein weiteres Einsetzen der Elektrode zu verhindern, wenn das distale Ende sich an der richtigen Stelle befindet. Die kreisförmigen Ringe sind so ausgebil­ det, daß sie für ihre Größe die größtmögliche Oberfläche aufweisen und gleichzeitig flexibel bleiben, damit die Elek­ trode gebogen werden kann.

Die erste Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine Speise­ röhrenelektrode mit mehreren kreisförmigen Ringen, von denen jeder in einer Leitung endet, wobei alle diese Leitungen miteinander verbunden sind, so daß die Ringe elektrisch parallel geschaltet sind. Vorzugsweise werden fünf Größen der Elektrode vorgesehen, die durch den Außen­ durchmesser bestimmt werden, wobei die Elektrode aus einem Polyurethanschlauch besteht, der als Basiskatheter dient und auf dem mehrere Ringe angeordnet sind, um die Speise­ röhrenelektrode auszubilden. Die Durchmesser betragen vor­ zugsweise 5 mm, 6 mm, 8 mm, 9 mm und 12 mm. Unabhängig von dem Durchmesser des Basiskatheters sind die Ringe gleich. Jeder Ring besteht bei den bevorzugten Ausführungsformen aus 28 eng benachbarten Windungen eines goldplattierten Kupferdrahtes der Nr. 24 (Durchmesser 0,5 mm), wobei ein Ring 15 mm lang ist. Vier dieser Ringe sind auf dem Schlauch angeordnet, wobei der äußerste distale Ring unge­ fähr 30 mm von dem distalen Ende beginnt und jeder Ring von dem nächsten Ring 6 mm beabstandet ist. Diese Ringe sind so flexibel, daß sie sich irgendeiner Krümmung, die der Poly­ urethanschlauch einnimmt, anpassen. Die Speiseröhrenelektro­ de kann ebenfalls auf andere Weise hergestellt werden, um diese Abmessungen und Flexibilität zu erreichen, jedoch wird die oben beschriebene Konstruktion bevorzugt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht die Speiseröhrenelektrode aus mehreren kreisförmigen Kon­ taktringen, die jeweils in einer Leitung enden, wobei alle Leitungen mit einer Wählschaltanordnung verbunden sind, so daß verschiedene Kontakte und Kombinationen ausgewählt werden können. Bei der einfachsten Anordnung sind die kreis­ förmigen Ringe in Serie geschaltet, wobei, wenn sie an einem Patienten angeordnet sind, der größte Strom zwischen der Außenelektrode und der internen kreisförmigen Ringelek­ trode fließt, die den geringsten Widerstand aufweisen. Ein gewisser Strom fließt ebenfalls von den anderen kreisförmi­ gen Ringelektroden zur Außenelektrode, dieser ist jedoch aufgrund des höheren Widerstandes wesentlich geringer.

In einer aufwendigeren Anwendung dieser mehrfachen kreisför­ migen Ringelektroden endet jede der Leitungen in einem elektrischen Tastsystem, das den Widerstand zwischen jeder kreisförmigen Ringelektrode und der Außenelektrode mißt. Nachdem das System automatisch den Widerstand gemessen hat, verbindet es automatisch den Ausgang des Defibrillators mit der kreisförmigen Ringelektrode und der Außenelektrode, die den geringsten Widerstand aufweisen, um einen sehr genauen elektrischen Weg durch das Herz zu schaffen, wobei weniger Strom erforderlich ist, um das Kammerflimmern zu beheben.

Bei einigen Anwendungsfällen der Erfindung tritt ein Erbre­ chen des Mageninhalts auf. Dieses Erbrechen ist lebensbedro­ hend, wenn der Inhalt des Magens in den Mund gelangt und die Luftröhre verschließt, so daß der Patient nicht mehr atmen kann. Um das Erbrechen zu verhindern, ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine aufblasbare Manschette an der Speiseröhrenelektrode näher als die kreis­ förmigen Ringelektroden am Mund angeordnet. Diese Manschet­ te wird aufgeblasen, nachdem die Speiseröhrenelektrode eingesetzt wurde, und verschließt die Speiseröhre, so daß ein Erbrechen verhindert wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind eine Anzahl kleiner Löcher im Schlauch der Speiseröhren­ elektrode in der Zone der Ringe vorgesehen, wodurch ein besserer Kontakt der Speiseröhrenwand sichergestellt wird, wenn im Innern des Katheterschlauches ein Unterdruck herrscht. Ein derartiger Unterdruck hält die Speiseröhren­ innenwand dicht an den Ringen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausfüh­ rungsform der Speiseröhrenelektrode;

Fig. 1A eine vergrößerte geschnittene Teilansicht eines Teils der in Fig. 1 dargestellten Elektrode;

Fig. 2 eine schematische Ansicht der in Fig. 1 darge­ stellten Speiseröhrenelektrode als ein Teil eines Systems zur Behebung des Kammerflimmerns;

Fig. 3 eine schematische Ansicht der Speiseröhrenelektro­ de mit einer aufblasbaren Manschette; und

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausfüh­ rungsform der Speiseröhrenelektrode.

Der in Fig. 1 dargestellte Speiseröhrenkatheter umfaßt einen Polyurethanschlauch 10, der vorzugsweise einen Außen­ durchmesser zwischen 5 und 12 mm aufweist. Der Schlauch kann von unterschiedlicher Länge sein, je nach der Größe des Patienten, für den er beabsichtigt ist. Der Schlauch weist eine ausreichende Flexibilität auf, so daß er in die Speiseröhre entweder durch den Mund oder die Nase einge­ führt werden kann. Der Schlauch selbst kann entsprechend einem üblichen Magenschlauch oder einem Nasen-Magenschlauch ausgebildet sein, der heutzutage weitverbreitet ist.

Bei der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform trägt der Schlauch 10 vier Kontaktringe 12 a, 12 b, 12 c und 12 d. Der Kontaktring 12 a in der Nähe des distalen Endes 14 des Schlauches ist ungefähr 30 mm vom distalen Ende des Schlauches beabstandet. Vorzugsweise haben die Ringe 12 a bis 12 d eine axiale Länge von ungefähr 15 mm, und die be­ nachbarten Ringe sind voneinander durch einen Spalt von ungefähr 6 mm getrennt. Zum leichteren Einsetzen in die Speiseröhre ist das distale Ende 14 des Schlauches mit einer runden Kappe 16 verschlossen. Wenn der die Ringelek­ troden tragende Schlauch in die Speiseröhre eingesetzt wird, sollen die Ringe sehr nahe am Herzen angeordnet sein. In Fig. 1 ist ein Anschlag 19 vorgesehen, der dazu dient, die Einsetztiefe des Schlauches zu begrenzen.

Es ist wichtig, daß die Kontaktringe 12 a bis 12 d nicht die Flexibilität des Schlauches 10 entscheidend beeinträchti­ gen. D.h., die Kontaktringe sollen nicht zu relativ un­ flexiblen Abschnitten am distalen Ende des Schlauches führen, die das Einsetzen des Schlauches durch den Mund oder die Nase in die Speiseröhre behindern würden. Zu diesem Zweck bestehen die Kontaktringe 12 a bis 12 d jeweils aus einem kontinuierlichen Strang eines Kupferdrahtes der Nr. 24, der eng gewickelt ist. Da der Durchmesser des Kupferdrahtes der Nr. 24 ungefähr 0,5 mm beträgt, sind 28 Wicklungen erforderlich, damit die gewünschte axiale Länge des Kontaktrings von ungefähr 15 mm erreicht wird.

Wie man in Fig. 1A sieht, sind die Wicklungen des Drahtes so gewickelt, daß die Außendurchmesser der Wicklungen teil­ weise in die Außenfläche 18 des Schlauches 10 eingebettet sind. Die Enden des Drahtes jedes Rings werden in das Innere des Schlauches geführt, und wie weiter unten be­ schrieben, werden die Drähte jedes Kontaktes parallel oder in Serie geschaltet, je nachdem, wie die Elektrode im beson­ deren Fall angewendet werden soll. Es wird weiter darauf hingewiesen, daß, da die Kontaktringe vorzugsweise mit der Innenwand der Speiseröhre in Eingriff treten, auf diese Weise der elektrische Kontakt zwischen der Speiseröhre und den Ringen verbessert wird, so daß die Oberflächen der Wick­ lungen des Drahtes nicht unter der Ebene der Oberfläche 18 des Schlauches liegen dürfen. Die Leitfähigkeit des Schlau­ ches selbst wird dadurch gesteigert, daß er als goldplat­ tierter Kupferdraht ausgebildet ist. Der runde Draht, aus dem der Ringkontakt besteht, weist verschiedene Vorteile auf, d.h. erstens ist er so flexibel, daß er nicht die Flexibilität des Schlauches beeinträchtigt, zweitens weist er eine abgerundete Oberfläche auf, so daß das Innere der Speiseröhre nicht verletzt wird, und drittens liefern die runden Oberflächen des Drahtes eine maximale elektrische Kontaktfläche.

In Fig. 2 ist die in Fig. 1 dargestellte Speiseröhrenelek­ trode mit einem System zum Beheben des Kammerflimmerns des Herzens eines Patienten dargestellt. Dieses System ist im allgemeinen in dem US-Patent 47 35 206 beschrieben. Bei dieser Anordnung umfaßt der Schlauch 10 vier Kontaktringe 12 a bis 12 d, die in der Oberfläche des Schlauches eingebet­ tet sind, wobei jeder Ring mit einem Leitungsdraht 22 ver­ bunden ist, der sich durch den Schlauch 10 erstreckt und aus dem proximalen Ende 24 austritt und dort mit einer Widerstandsmeßeinrichtung und einer Wähleinrichtung verbun­ den ist, die durch den Kasten 26 dargestellt werden. Die Elektronik des Kastens 26 ist für einen Fachmann geläufig und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Bei der US-PS 47 35 206 ist eine Außenelektrode 28 zur Anordnung auf der Brust vorgesehen, die im allgemeinen einer bei EKG-Geräten verwendeten Elektrode entspricht. Die Außenelektrode 28 und die unterschiedlichen Kontaktringe 12 a bis 12 d, die vier getrennte Ringelektroden im Körper des Patienten bilden, sind über einen Ausgang eines Defi­ brillators verbunden, der als Kasten 30 bezeichnet ist. Die Leiter 22 verbinden die Ringe 12 und die Widerstandsmeßein­ richtung und die Wähleinrichtung 26. Die Einrichtung 26 dient zur Messung des Widerstandes zwischen jedem der ge­ trennten Ringkontakte 12 a bis 12 d und der Außenelektrode 28. Nach der Bestimmung, welcher der vier Wege zwischen den Ringelektroden und der Außenelektrode den geringsten Wider­ stand aufweist, ordnet die Wähleinrichtung die besondere Ringelektrode im Defibrillatorschaltkreis an, und der Impuls wird zwischen der bestimmten Ringelektrode und der Außenelektrode 28 aufgebracht. Da der ausgewählte Weg den geringsten Widerstand aufweist, ist zum Beheben des Kammerflimmerns die kleinste Impulsenergie erforderlich.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der Speiseröhren­ elektrode dargestellt. Wie bei der Speiseröhrenelektrode gemäß Fig. 1 trägt der Schlauch 10 vorzugsweise vier Ring­ kontakte 12 a bis 12 d, die voneinander beabstandet sind und von dem distalen Ende 14 in der gleichen Beziehung angeord­ net sind. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch eine auf­ blasbare Manschette 34 an der Außenfläche des Schlauches 10 in der Nähe des Kontaktrings 12 d angeordnet. Die aufblas­ bare Manschette 34 besteht aus einem sehr weichen Gummi, das in der Kathetertechnik bekannt ist, und kann durch den Raum 36, der mit dem Inneren 38 der Manschette über eine Öffnung 40 im Schlauch 10 in Verbindung steht, aufgeblasen werden. In Fig. 3 ist am proximalen Ende des Raums 36 ein Rückschlagventil 42 vorgesehen. Wenn die Manschette nicht aufgeblasen ist, liegt sie auf der Außenfläche 18 des Schlauches 10 auf und stört nicht das Einsetzen durch den Mund oder die Nase in die Speiseröhre.

Die aufblasbare Manschette ist am Ende des Schlauches 10 angeordnet, um die Speiseröhre abzudichten und zu verhin­ dern, daß der Inhalt des Magens, der in das untere Ende der Speiseröhre eintreten kann, nach oben zur Kehle und den Mund des Patienten fließt, wodurch ein Ersticken bewirkt werden kann. Die Manschette 34 liegt in der Nähe der Kon­ taktringe 12 a bis 12 d unterhalb der Carina, wenn der Schlauch eingesetzt ist.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Speiseröhren­ elektrode dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird ein Schlauch 10 verwendet, der aufbaumäßig dem Schlauch gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform entspricht, wobei auf dem Schlauch beabstandete Kontaktringe 12 a bis 12 d in der gleichen Beziehung zueinander und zum distalen Ende des Schlauches wie bei den oben beschriebenen Ausfüh­ rungsformen angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform ist das proximale Ende des Schlauches 10 mit einer Kappe 50 ver­ schlossen, und die Leiter 22 erstrecken sich durch die Kappe zu dem System, mit dem die Elektrode verbunden ist. Bei dieser besonderen Ausführungsform sind eine Anzahl kleiner Saugöffnungen 52 im Schlauch 10 benachbart zu den Kontaktringen 12 ausgebildet, die mit dem Inneren des Schlauches 10 in Verbindung stehen. Eine Saugverbindungslei­ tung 54 ist mit dem Inneren des Schlauches 10 am proximalen Ende unmittelbar von der Kappe 50 entfernt angeordnet. Die Saugverbindungsleitung 54 ermöglicht das Aufbringen eines Teilvakuums oder eines Unterdrucks auf das Innere der Leitung, wodurch die Schleimhaut der Speiseröhre mittels der Saugöffnungen 52 gegen die Kontaktringe 12 gezogen wird, so daß man einen maximalen elektrischen Kontakt zwi­ schen der Innenwand der Speiseröhre und den Kontaktringen erhält. Bei dieser Ausführungsform ist der Widerstand zwischen den Kontaktringen und der auf der Brust angeordne­ ten Außenelektrode weiter vermindert.

Es wurden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung be­ schrieben, wobei es für den Fachmann selbstverständlich ist, daß verschiedene Änderungen und Abänderungen möglich sind, ohne sich vom Erfindungsgedanken zu entfernen, der durch die Ansprüche und deren Äquivalente bestimmt wird.

Claims (20)

1. Speiseröhrenelektrode, gekennzeichnet durch

• - einen zum Einsatz durch die Nase oder den Mund in die Speiseröhre eines Patienten bemessenen Schlauch (10), und durch
• - mehrere in die Außenfläche des Schlauches (10) einge­ bettete, axial ungefähr 6 mm beabstandete, jeweils un­ gefähr 15 mm lange Kontaktringe (12).

2. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Ring (12) aus einem kontinuierlichen Strang eines goldplattierten Kupferdrahtes hergestellt ist.

3. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Draht ungefähr einen Durchmesser von 0,5 mm aufweist und jeder Kontaktring (12) ungefähr 28 Drahtwindungen aufweist.

4. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Ring aus einem kontinuierlichen Strang eines Drahtes mit ungefähr 28 Wicklungen hergestellt ist.

5. Speiseröhrenelektrode, gekennzeichnet durch

• - einen zum Einsatz durch die Nase oder den Mund in die Speiseröhre eines Patienten bemessenen Schlauch (10), und durch
• - mehrere auf der Fläche des Schlauches (10) angeordnete Kontaktringe (12), die jeweils aus mehreren Wicklungen eines hochleitenden Drahtes bestehen, so daß die Ringe (12) ungefähr die gleiche Flexibilität wie der Schlauch (10) aufweisen.

6. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kontaktringe elektrisch parallel zueinan­ der geschaltet sind.

7. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kontaktringe (12) elektrisch in Serie geschaltet sind.

8. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit jedem der Kontaktringe (12) eine Schalt­ einrichtung (26) verbunden ist, mit der unterschiedliche Ringe (12) wahlweise aktiviert werden können.

9. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Kombination mit einer Außenelektrode zur Anord­ nung auf der Brust des Patienten und einem sowohl mit den Elektroden zur Messung des Widerstandes zwischen jedem Kontaktring (12) und der Außenelektrode (28) als auch zur Verbindung einer Spannungsquelle mit dem Kontaktring (12) und der Außenelektrode (28), die den kleinsten Widerstand aufweisen, verbundenen elektrischen Tastsystem (26).

10. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine aufblasbare Manschette (34) in der Nähe der Kontaktringe (12) an dem Schlauch (10) befestigt ist.

11. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der distal äußerste Kontaktring (12) ungefähr 30 mm von dem distalen Ende (14) des Schlauches (10) ange­ ordnet ist.

12. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Ring (12) aus einem kontinuierlichen Strang eines goldplattierten Kupferdrahtes besteht.

13. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Draht einen Durchmesser von ungefähr 0,5 mm aufweist und jeder Kontaktring (12) ungefähr 28 Drahtwindungen aufweist.

14. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Schlauch (10) in der Nähe der Kontakt­ ringe (12) eine aufblasbare Manschette (34) angeordnet ist.

15. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Schalteinrichtung (26) mit jedem der Kontaktringe (12) verbunden ist, so daß unterschiedliche Ringe (12) wahlweise aktiviert werden können.

16. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Kombination mit einer Außenelektrode zur Anord­ nung auf der Brust eines Patienten und durch ein sowohl mit den Elektroden und der Außenelektrode (28) verbundenes elek­ trisches Tastsystem (25) zur Messung des Widerstandes zwi­ schen jedem Kontaktring (12) und der Außenelektrode (28) als auch zum Anschließen einer Stromquelle an den Kontakt­ ring (12) und die Außenelektrode (28), die den geringsten Widerstand aufweisen.

17. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Nähe der Kontaktringe (12) an dem Schlauch (10) eine aufblasbare Manschette (34) angeordnet ist.

18. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Saugöffnungen (52) in dem Schlauch (10) angeordnet sind, und daß in der Nähe des proximalen Endes (24) des Schlauches (10) eine Einrichtung mit dem Schlauch verbunden ist, um ein Teilvakuum auf den Schlauch (10) aufzubringen, wodurch die Öffnungen (52) die Schleim­ haut der Speiseröhre gegen die Kontaktringe (12) ziehen.

19. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Schlauch (10) in der Nähe der Kontakt­ ringe (12) eine aufblasbare Manschette (34) angeordnet ist.

20. Speiseröhrenelektrode nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Saugöffnungen (52) in dem Schlauch (10) vorgesehen sind, und daß in der Nähe des proximalen Endes (24) des Schlauches (10) eine Einrichtung mit dem Schlauch verbunden ist, um ein Teilvakuum auf den Schlauch (10) aufzubringen, wodurch die Öffnungen (52) die Schleim­ haut der Speiseröhre gegen die Kontaktringe (12) ziehen.