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Die
Erfindung betrifft implantierbare medizinische Vorrichtungen (IMDs:
implantable medical devices) und insbesondere implantierbare Leitungen, die
implantierbare Sensoren zum Erfassen von Zuständen in einem Patienten umfassen.
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Sensoren
erleichtern das Erfassen bzw. Messen von bestimmten Zuständen in
einem Patienten. Eine implantierbare medizinische Vorrichtung (IMD)
kann eine Schaltung umfassen, die elektrisch mit einem oder mehreren
Sensoren gekoppelt ist, um Zustände
des Patienten im Verlauf der Zeit aufzuzeichnen. Bspw. wird eine
implantierbare Leitung typischerweise verwendet, um einen Sensor
mit einer Schaltung in einem IMD-Gehäuse zu koppeln.
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Als
ein Beispiel werden elektrochemische Sensoren gemeinhin verwendet
für Diabetespatienten,
bspw. um Glukose- bzw. Zuckerwerte eines Patienten zu überwachen.
In diesem Fall kann eine Leitung in einem Patienten implantiert
sein, um einen elektrochemischen Glukosesensor einzusetzen, um Glukosewerte
in dem Blutstrom des Patienten zu messen. Ein entferntes bzw. distales
Ende der Leitung, das den elektrochemischen Glukosesensor aufweist,
kann in dem Blutstrom des Patienten positioniert werden, bspw. in
einer Herzkammer. Ein nahes bzw. proximales Ende der Leitung kann
mit einer Schaltung in der IMD gekoppelt sein. Die IMD kann die
gemessenen Zustände
aufzeichnen, die zu einer externen Programmiereinrichtung über Telemetrie gesendet
werden können,
so dass ein Arzt die Glukosewerte des Bluts des Patienten überwachen
kann. Alternativ oder zusätzlich
kann die IMD die gemessenen Zustände
interpretieren und möglicherweise
eine Therapie für
den Patienten liefern, bspw. durch Liefern von Dosen an Insulin
oder einer Arzneimitteltherapie für den Patienten, wenn die erfassten
Glukosewerte einen oder mehrere Therapieschwellenwerte übersteigen.
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Die
meisten Glukosesensoren verwenden elektrochemische Verfahren, wie
bspw. ein elektroenzymatisches Verfahren, bei dem Blutglukose bzw. Blutzucker
oxidiert wird unter Glukoseoxydasesteuerung, was eine Glukosesäure und
ein Wasserstoffperoxid erzeugt. In diesem Fall kann der elektrochemische
Glukosesensor verwendet werden, um Werte der Glukonsäure und/oder
des Wasserstoffperoxid zu messen, um Zuckerwerte des Patienten abzuschätzen bzw.
zu bewerten. Alternativ können
die Zuckerwerte direkter durch den elektrochemischen Glukosesensor
bestimmt oder gemessen werden. In jedem Fall erleichtert ein elektrochemischer
Glukosesensor auf einer medizinischen Leitung einen chemischen Prozess,
der durch elektrische Signal identifiziert werden kann, um Zuckerwerte
des Patienten zu messen.
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Zusätzlich zu
elektrochemischen Glukosesensoren wurde eine Anzahl von anderen
Typen von elektrochemischen Sensoren entwickelt, um die Blutchemie
oder die Chemie von anderen Körperfluids oder
-materie zu messen. Im allgemeinen verwenden elektrochemische Sensoren
einen oder mehrere chemische Prozesse und elektrische Signale können verwendet
werden, um Zustände
zu messen, die durch die chemischen Prozesse erfasst werden. Andere
Typen von Sensoren bestehen ebenfalls einschließlich Drucksensoren, optischen
Sensoren und verschiedenen anderen Typen von Sensoren.
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Elektrochemische
Sensoren und viele andere Typen an Sensoren erfahren jedoch Stabilitäts- und
Langlebigkeitsproble me. Bspw. kann der elektrochemische Prozess,
der durch elektrochemische Glukosesensoren verwendet wird, eine
signifikante Verschlechterung der Glukosesensoren über der
Zeit verursachen, was schließlich
dazu führt,
dass der Glukosesensor ineffektiv zum Überwachen von Glukosewerten
in dem Blutstrom des Patienten wird. Auf ähnliche Weise haben andere
Sensoren oft ähnliche Probleme,
dass eine lang andauernde Verwendung eine Verschlechterung, Abnutzung
oder eine Gewebeüberwucherung
bewirkt, was die Erfassungsfähigkeiten
des gegebenen Sensors unterminieren kann.
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Ein
Sensoraustausch ist eine größere Angelegenheit,
da ein Austausch von herkömmlichen elektrochemischen
Sensorleitungen typischerweise eine sehr invasive medizinische Vorgehensweise
ist, bei der eine Leitung von einem Blutgefäß des Patienten entfernt wird
und eine neue Leitung an einem Ort mit hohem Blutfluss eingesetzt
wird, wie bspw. innerhalb einer Herzkammer. Bei dem Austauschablauf wird
die neue elektrochemische Sensorleitung typischerweise durch dasselbe
Blutgefäß eingesetzt, das
für die
vorhergehende elektrochemischen Sensorleitung verwendet wurde. Ein
Entfernen der Leitung kann aufgrund einer Fibrose um die Leitung
sehr traumatisch sein. Außerdem
kann ein wiederholtes Implantieren von neuen Leitungen eine Beschädigung und
Vernarbung des Blutgefäßes des
Patienten bewirken, was eine nachfolgende Implantierung schwieriger
und gefährlicher
für den
Patienten gestaltet. Infektion ist ebenfalls ein Problem. Die Erfindung
stellt eine Anordnung bzw. Baugruppe oder Leitung bereit, wie diese
durch die unabhängigen
Ansprüche
definiert sind.
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Im
allgemeinen ist die Erfindung auf atraumatische Leitungskonfigurationen
für Sensoren
ausgerichtet, die weniger invasive bzw. eingreifende Sensoraustauschabläufe ermöglichen.
In einer Konfiguration umfasst eine Sensorleitungsan ordnung einen äußeren Leitungskörper und
einen inneren Leitungskörper
einschließlich
eines Sensors. Der Sensor kann einen elektrochemischen Sensor umfassen oder
einen weiteren Sensor, für
den ein Austausch während
der Lebensdauer des Patienten erwartet wird. Die innere Leitung
kann innerhalb eines inneren Leitungskanals positioniert werden,
der durch den äußeren Leitungskörper definiert
ist. Der äußere Leitungskörper kann
permanent in dem Patient implantiert sein und abnehmbar bzw. austauschbar
an eine implantierbare medizinische Vorrichtung angefügt sein.
Die innere Leitung kann durch den inneren Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers implantiert werden.
Außerdem
kann, sobald der elektrochemische Sensor der inneren Leitung verbraucht
wurde oder auf andere Weise seine nutzbare Betriebsdauer erschöpft ist,
die innere Leitung entfernt werden und eine neue innere Leitung
kann anstelle der alten inneren Leitung implantiert werden. Es ist
wichtig, dass dieser Austauschvorgang weniger invasiv und weniger
traumatisch als herkömmliche
Leitungsaustauchabläufe
ist. Bspw. vermeidet, während
der äußere Leitungskörper im
wesentlichen an der Stelle bleibt, die austauschbare innere Leitung
einen wesentlichen Kontakt und ein Anfügen an Blutgefäßgewebe
während
des Austauschs und der Verwendung.
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In
einer alternativen Konfiguration kann der äußere Leitungskörper ein
Fenster definieren, dass einen einer Mehrzahl von elektrochemischen
Sensoren frei- bzw. bloßlegt,
die entlang axialen Positionen der inneren Leitung positioniert
sind. In diesem Fall kann, wenn ein erster Sensor verbraucht wurde,
mit Gewebe überwuchert
oder auf andere Weise seine nutzbare Lebensdauer erschöpft ist,
die innere Leitung axial relativ zu dem Fenster des äußeren Leitungskörpers umpositioniert
werden, um einen neuen elektrochemischen Sensor bloßzulegen.
In einigen Fällen
kann dieses Um- bzw.
Repositionieren der inneren Leitung relativ zu dem Fenster des äußeren Leitungskörpers durch
eine implantierbare medizinische Vorrichtung (IMD) durchgeführt werden,
was einen Reimplantationsvorgang vollständig vermeidet.
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In
einer weiteren Ausführungsform
stellt die Erfindung eine implantierbare medizinische Vorrichtung
bereit, wie bspw. eine implantierbare Messvorrichtung zum Messen
bzw. Erfassen von Zuständen des
Patienten. Bspw. kann die implantierbare medizinische Vorrichtung
ein Gehäuse
einschließlich
einer Schaltung zum Speichern gemessener Zustände umfassen, und einen äußeren Leitungskörper, der mechanisch
mit dem Gehäuse
gekoppelt ist. Der äußere Leitungskörper kann
mit einem Leitungskanal gebildet sein. Die implantierbare medizinische
Vorrichtung kann ebenfalls eine innere Leitung umfassen, die in
dem Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers positioniert
und elektrisch mit der Schaltung in dem Gehäuse bei einem ersten Ende der
inneren Leitung gekoppelt ist. Die innere Leitung kann einen elektrochemischen
Sensor aufweisen, der in der Nähe
zu einem entfernten Ende der inneren Leitung positioniert ist, oder
einen weiteren Typ eines Sensors, für den ein Austausch gemeinhin
angenommen wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform
stellt die Erfindung einen äußeren Leitungskörper für eine im wesentlichen
permanente Implantierung in einem Patienten bereit. Der äußere Leitungskörper kann
ein erstes Ende umfassen, das für
ein mechanisches Anfügen
an eine implantierbare medizinische Vorrichtung gebildet ist, und
ein zweites Ende, das mit einer Versiegelung gebildet ist, um durch
eine innere Leitung gebohrt zu werden. Ein Leitungskanal zum Aufnehmen
der inneren Leitung kann in dem äußeren Leitungskörper zwischen
dem ersten und zweiten Ende gebildet sein.
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In
einer weiteren Ausführungsform
stellt die Erfindung eine innere Leitung bereit. Die innere Leitung
kann einen Leitungskörper
umfassen, der ein erstes Ende und ein zweites Ende definiert, und
eine Mehrzahl von Sensoren, die entlang axialer Positionen des Leitungskörpers in
der Nähe
des ersten Endes gebildet sind. Die Leitung kann ebenfalls einen elektrischen
Kontakt umfassen, der auf dem Leitungskörper in der Nähe des ersten
Endes gebildet ist, wobei jeder der Sensoren elektrisch mit dem
elektrischen Kontakt gekoppelt ist.
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Die
Erfindung kann geeignet sein, eine Anzahl an Vorteilen bereitzustellen.
Insbesondere kann die Erfindung in großem Maße Implantierungsvorgänge für einen
elektrochemischen Sensoraustausch vereinfachen oder in manchen Fällen eliminieren.
Wie vorstehend erwähnt
ist, ist ein Austausch eines elektrochemischen Sensors und anderer
Typen von Sensoren ein großes
Problem, da ein Austausch von herkömmlichen Sensorleitungen typischerweise
ein sehr invasiver medizinischer Vorgang ist, bei dem eine Leitung
von einem Blutgefäß des Patienten
entfernt wird und eine neue Leitung eingesetzt wird. Die Erfindung
stellt verschiedene Alternativen für einen herkömmlichen
Leitungsaustausch bereit, der weniger invasiv und traumatisch für einen Patienten
ist. Auf diese Weise kann die Erfindung die Versorgung und das Wohlbefinden
des Patienten verbessern, eine Infektion vermeiden und im allgemeinen
die Therapie für
den Patienten verbessern. Außerdem
kann bei einem herkömmlichen
Sensor der Austausch eine Hürde
für die
Versorgung des Patienten sein, wobei die Erfindung diese Hürde beseitigen
kann, was möglicherweise
bewirkt, dass Ärzte eher
bereit sind, Sensoren bei der Gesundheitsbehandlung für den Patienten
zu verwenden.
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Zusätzliche
Details und verschiedene Ausführungsformen,
die lediglich beispielhaft gegeben sind, sind in der beigefügten Zeichnung
und der nachstehenden Beschreibung fortgeführt. Andere Merkmale, Ziele
und Vorteile werden anhand der Beschreibung und der Zeichnung und
der Ansprüche deutlich
werden.
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1 zeigt
eine konzeptionelle Ansicht, die eine beispielhafte implantierbare
medizinische Vorrichtung (IMD) in einem menschlichen Körper darstellt.
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2 zeigt
eine vereinfachte schematische Ansicht einer beispielhaften IMD
mit einer vergrößerten Ansicht
eines entfernten Endes einer beispielhaften implantierbaren Leitungsanordnung.
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3 zeigt
eine vereinfachte schematische Ansicht eines ersten und zweiten
Endes einer beispielhaften implantierbaren Leitungsanordnung einschließlich eines äußeren Leitungskörpers und
einer inneren elektrochemischen Leitung.
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4 und 5 zeigen
vergrößerte Querschnittsansichten
von entfernten Enden beispielhafter äußerer Leitungskörper.
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6 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer IMD.
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7 bis 10 zeigen
Querschnittsansichten von Ausführungsformen
der IMDs.
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11 und 12 zeigen
Flussdiagramme, die Techniken zum Implantieren und Austauschen von
Sensoren darstellen.
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Die
Erfindung ist auf Leitungskonfigurationen für Sensoren ausgerichtet, die
atraumatische Sensoraustauschabläufe
ermöglichen.
Verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung sind auf implantierbare medizinische Vorrichtung (IMDs),
Leitungsanordnungen bzw. Bausätze, äußere Leitungskörper, innere
Leitungen, die in verschiedenen Sensoraustauschverfahren verwendet
werden können,
einschließlich
verbesserter Implantationsabläufe,
die durch einen Arzt durchgeführt
werden können,
sowie Sensoraustauschabläufe,
die durch ein IMD ausgeführt
werden können,
gerichtet.
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In
einer Konfiguration umfasst eine Sensorleitungsanordnung einen äußeren Leitungskörper und
einen inneren Leitungskörper
einschließlich
eines elektrochemischen Sensors. Die innere Leitung kann innerhalb
eines inneren Leitungskanals bzw. Kanals positioniert sein, der
durch den äußeren Leitungskörper definiert
ist. Die Leitungsanordnung kann mit einem Gehäuse einer IMD verbunden sein. Der äußere Leitungskörper kann
im wesentlichen permanent in dem Patienten implantiert sein, und
die innere Leitung kann durch den Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers implantiert
sein. Dann kann, sobald der elektrochemische Sensor der inneren
Leitung abgenutzt wurde, mit Gewebe überwuchert wurde oder auf andere
Weise seine nutzbare Betriebszeit erschöpft ist, die innere Leitung
entfernt werden, und eine neue innere Leitung kann implantiert werden,
um die alte innere Leitung mit dem abgenutzten Sensor zu ersetzen.
Der Austauschablauf in Zusammenhang mit dieser Ausführungsform
kann durch einen Arzt durchgeführt
werden, kann aber weniger invasiv und traumatisch als herkömmliche
Leitungsaustauschabläufe
sein. Bspw. kann der Austauschablauf subkutan sein.
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In
einer alternativen Konfiguration kann der äußere Leitungskörper ein
Fenster definieren, das einen einer Mehrzahl von elektrochemischen
Sensoren freilegt, die entlang axialen Positionen der inneren Leitung
positioniert sind. Ein Arzt kann die innere Leitung relativ zu dem
Fenster umpositionieren, um einen neuen elektrochemischen Sensor
freizulegen oder alternativ kann eine IMD programmiert sein, um die
innere Leitung relativ zu dem Fenster umzupositionieren, um einen
neuen elektrochemischen Sensor freizulegen, bspw. nach Bestimmen,
dass der zuvor freigelegte elektrochemischen Sensor abgenutzt ist.
Folglich kann der Austauschablauf in Zusammenhang mit dieser Ausführungsform
durch einen Arzt oder eine IMD durchgeführt werden. Insbesondere kann
die IMD einen Motor oder ein anderes Betätigungsglied enthalten, das
in der Lage ist, eine axiale Versetzung der inneren Leitung zu bewirken.
Wenn dies durch die IMD ausgeführt
wird, kann der Austauschablauf einen nachfolgenden Implantationsablauf vollständig vermeiden.
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Viele
Details, die nachstehend bzgl. elektrochemischer Sensoren gegeben
sind, können
eine nützliche
Anwendung in einer großen
Vielzahl von anderen Typen von Sensoren finden, einschließlich Lamdasonden,
Drucksensoren, optischen Sensoren und vielen anderen Typen von Sensoren.
In vielen Fällen
sind die Sensoren Sensoren ohne Elektrode, d. h. nicht stimulativ
bzw. anregend. Wenn ein Entfernen oder Austauschen des Sensors ohne
Elektrode erwünscht
ist, dann kann die Lehre hierin verwendet werden, um die Sensorleitung
in Reaktion auf ein solches Gewebeüberwuchern zu ersetzen.
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1 zeigt
ein konzeptionelles Diagramm, das eine beispielhafte implantierbare
medizinische Vorrichtung (IMD 10) in einem menschlichen
Körper 5 zeigt.
Eine ähnliche
Vorrichtung kann ebenfalls bei anderen Lebewesen verwendet werden.
Die IMD 10 umfasst ein Gehäuse 12, das verschiedene
Schaltungen enthält,
die IMD-Vorgänge
steuern und erfasste Ereignisse aufzeichnen. Das Gehäuse 12 ist typischerweise
hermetisch versiegelt, um die Schaltung zu schützen. Das Gehäuse 12 kann
ebenfalls eine elektrochemische Zelle enthalten, d. h. eine Lithiumbatterie
zum Versorgen der Schaltung oder andere Elemente. Die Schaltung
innerhalb des Gehäuses 12 kann
mit einer Antenne gekoppelt sein, um Informationen über drahtlose
Telemetriesignale zu senden und zu empfangen. Folglich können Zustände, die
durch die IMD erfasst bzw. gemessen werden, zu einer externen Programmiereinrichtung
gesendet werden, so dass ein Arzt die erfassten Zustände zu Diagnosezwecken
untersuchen kann.
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Die
IMD 10 umfasst ebenfalls eine Leitungsanordnung, die einen äußeren Leitungskörper 16 und einen
inneren Leitungskörper 18,
der innerhalb eines inneren Leistungskanals des äußeren Leitungskörpers 16 positioniert
ist, umfasst. Der äußere Leitungskörper 16 kann
durch ein Blutgefäß eines menschlichen
Körpers 5 implantiert
und in eine Herzkammer geführt
sein. Ein Verankerungsaufbau 19 kann den äußeren Leitungskörper 16 in
der Nähe
zu seinem Eintrittspunkt in das venöse System verankern. Wie detaillierter
nachstehend ausgeführt
ist, kann ein äußerer Leitungskörper 16 in
einem menschlichen Körper 5 auf
eine im wesentlichen dauerhafte Weise implantiert sein. In anderen
Worten kann der äußere Leitungskörper 16 implantiert
in dem Körper 5 verbleiben,
selbst wenn die innere Leitung 18 zurückgezogen und von Zeit zu Zeit
ausgetauscht werden kann. Folglich umfasst die innere Leitung 18 eine
entfernbare Leitung, die von dem Leitungskanal des äußeren Leitungskörper 16 entfernt werden
kann, ohne den äußeren Leitungskörper 16 von
dem menschlichen Körper 5 zu
entfernen. Insbesondere kann die innere Leitung 18 von
dem menschlichen Körper 5 entfernt
werden und mit einer verhältnismäßig einfachen
Austauschprozedur ausgetauscht werden, die weitaus weniger invasiv
und weniger traumatisch als herkömmliche
Implantationsabläufe
ist.
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Die
innere Leitung 18 umfasst einen Leitungskörper, der
einen elektrochemischen Sensor in der Nähe einer entfernten Spitze
der inneren Leitung 18 umfasst, oder ein weiteres Sensorelement,
das eine verhältnismäßig kurze
Lebensdauer hat. Elektrochemische Sensoren betreffen Sensoren, die
einen oder mehrere chemische Prozesse und elektrische Signale verwenden.
Insbesondere können
die elektrischen Signale sich mit bestimmten chemischen Prozessen ändern und
dadurch Zustände
in einem Patienten identifizieren bzw. anzeigen. Verschiedene Typen
von elektrochemischen Sensoren wurden entwickelt, einschließlich elektrochemischer Glukosesensoren,
elektrochemischer Lamdasonden und dergleichen. Das Problem bei solchen
elektrochemischen Sensoren ist jedoch, dass diese im allgemeinen
eine verhältnismäßig kurze
Lebensdauer haben. Insbesondere können die chemischen Prozesse
eine Korrosion und Abnutzung der elektrochemischen Sensoren bewirken,
was schließlich
dazu führt,
dass die Sensoren ineffektiv für
ihre Messzwecke werden. Eine Gewebeüberwucherung kann ebenfalls
dazu führen,
dass die Sensoren ineffektiv werden. Wenn die Sensoren ineffektiv
werden, erfordert der elektrochemische Sensor typischerweise ein Austauschen.
Die "Außen-/Innen-" Leitungs-Anordnungskonfiguration,
die hierin beschrieben ist, ist ein Beispiel einer Leitungsanordnung,
die ein weniger invasives und weniger traumatisches Sensoraustauschen
als herkömmliche
Implantation erleichtern. Die Erfindung kann nützliche Anwendungen bei elektrochemischen
Sensorleitungen finden oder bei anderen Typen von Sensorleitungen
mit verhältnismäßig kurzen
nutzbaren Lebensdauern bzw. Gebrauchsdauern.
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Die
IMD 10 kann eine Messeinrichtung umfassen, die Zustände eines
menschlichen Körpers 5 misst
bzw. aufnimmt und die erfassten Zustände speichert. Wie erwähnt ist,
kann die IMD 10 eine Telemetriekommunikation mit einer
externen Programmiereinrichtung unterstützen, um zu ermöglichen, dass
die gemessenen Informationen zu einem Arzt für eine Analyse geliefert werden.
Die Erfindung ist jedoch nicht notwendiger Weise auf die Verwendung mit
passiven Messeinrichtungen beschränkt, sondern kann auch Anwendungen
in Einrichtungen finden, die aktiv eine Therapie für den Patienten
liefern. In diesem Fall kann die Schaltung in dem Gehäuse 12 erfasste
Zustände
interpretieren und eine Therapie für den menschlichen Körper 5 in
Reaktion auf die erfassten Zustände
liefern. Bspw. kann die Therapie therapeutische elektrische Impulse,
Arzneimittelzufuhr oder dergleichen umfassen.
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In
der Beschreibung, die folgt, werden viele Details der Erfindung
unter Bezugnahme auf eine IMD beschrieben, die Glukosemessfunktionen
für Diabetespatienten
durchführt.
In diesem Fall würde
der elektrochemische Sensor auf der entfernten Spitze der inneren
Leitung 18 einen elektrochemischen Glukosesensor umfassen,
der an einem Ort hohen Blutdurchflusses positioniert ist, wie bspw.
in einer Kammer des Herzens. Wiederum ist die Erfindung nicht notwendiger
Weise auf Glukosesensoren beschränkt oder
selbst auf elektrochemische Sensoren, sondern kann eine nützliche
Anwendung bei irgendwelchen Sensoranwendungen finden, bei denen
ein Sensoraustausch allgemein erforderlich ist. In einigen Fällen können die
Sensoren Sensoren ohne Elektrode sein, für die ein Gewebeüberwuchern über den
Sensor im allgemeinen unerwünscht
ist.
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Diabetes
Mellitus ist die häufigste
der endokrinen Erkrankungen und ist durch einen inadäquaten Insulinbetrieb
bzw. eine unzureichende Insulinwirkung gekennzeichnet. Diabetes
Mellitus hat zwei grundsätzliche
Varianten, die als Diabetes Typ I und Diabetes Typ II bekannt sind.
Die letztere wird auch als DM/II (Diabetes Mellitus Typ II), Altersdiabetes, reifebedingte
Diabetes oder NIDDM (non-insulin dependent diabetes mellitus: nicht-Insulin-abhängige Diabetes
Mellitus) bezeichnet.
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Diabetes
Typ I wird üblicherweise
bei Kindern und jungen Erwachsenen diagnostiziert. Bei Diabetes
Typ I produziert der Körper
kein Insulin. Insulin ist notwendig für den Körper, um in der Lage zu sein,
Zucker zu nutzen. Wenn sich Zucker im Blut aufbaut, statt in die
Zellen zu gehen, kann dies Probleme, wie bspw. ein kurzzeitiger
Mangel an Energie, und längerfristige
Probleme mit Augen, Nieren, Nerven, dem Herz oder anderen Organen
oder Systemen verursachen.
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Diabetes
Typ II entwickelt sich im allgemeinen im Erwachsenenalter und das
Risiko der Entwicklung von Diabetes Typ II erhöht sich im allgemeinen mit
dem Alter. Faktoren, wie bspw. Fettleibigkeit, tragen ebenfalls
zum Risiko bei. Ein Patient, der an Diabetes Typ II leidet, sondert
Insulin ab, aber die Zielzellen des Insulins sind weniger empfindlich
gegenüber
Insulin. Symptome von Diabetes Typ II zeigen sich typischerweise
langsam und ein Patient mit Diabetes Typ II kann sich dieses Zustands
nicht bewusst sein. Ein Bluttest kann zeigen, ob der Patient eine
beeinträchtigte
Glukosetoleranz (IGT: impaired glucose tolerance) hat, was oftmals
ein Anzeichen für Diabetes
Typ II oder kompensierte Diabetes Typ II ist. Wenn dies nicht mit
einer Behandlung, wie bspw. einer Diät oder Übungen, angegangen wird, können sich
diese Zustände
zu einer unkompensierten Diabetes Typ II entwickeln, was ein sehr
ernsthafter Zustand ist.
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Patienten,
die Diabetes haben, sowie Patienten mit einem Risiko für Diabetes
können
eine IMD verwenden, die einen Glukosesensor umfasst, bspw. um Blutzuckerwerte
zu überwachen.
Die meisten Glukosesensoren verwenden elektrochemi sche Verfahren,
wie bspw. ein elektroenzymatisches Verfahren, bei dem Blutzucker
unter Glukoseoxidasesteuerung oxidiert wird, was Glukosesäure und
Wasserstoffperoxid erzeugt. In diesem Fall kann der elektrochemische
Glukosesensor verwendet werden, um Werte von Glukosesäure und/oder
Wasserstoffperoxid zu messen, um einen Zuckerwert des Patienten zu
bestimmen. Alternativ können
die Zuckerwerte direkter durch den elektrochemischen Glukosesensor bestimmt
oder gemessen werden. In jedem Fall erleichtert ein elektrochemischer
Glukosesensor auf einer Leitung einen chemischen Prozess. Elektrische Signale
können
verwendet werden, um diese chemischen Prozesse auf dem elektrochemischen
Sensor zu identifizieren, um bestimmte Zustände zu identifizieren, die
auf Zuckerwerte des Patienten hinweisen. Optische Glukosesensoren
werden ebenfalls in manchen Fällen
verwendet und können
auf ähnliche
Weise von der Lehre hierin profitieren.
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2 zeigt
eine vereinfachte schematische Ansicht einer beispielhaften IMD 10A zum
Messen von Glukose mit einer vergrößerten Ansicht eines entfernten
Endes einer beispielhaften implantierbaren Leitungsanordnung. Die
IMD 10A umfasst ein Gehäuse 12A,
das verschiedene Schaltungen umfasst, die Glukosemessvorgänge steuern
und erfasste Ereignisse aufzeichnen. Die IMD 10A umfasst ebenfalls
eine Leitungsanordnung 11, die einen äußeren Leitungskörper 16A und
eine innere Leitung 18A umfasst, die in einem Leitungskanal
des äußeren Leitungskörpers 16A positioniert
ist.
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Der äußere Leitungskörper 16A kann
durch ein Blutgefäß, wie bspw.
durch die Vena Cava Superior, eines Patienten implantiert sein,
um das distale Ende 20 der inneren Leitung 18A in
einen Ort hohen Blutflusses zu führen.
Bspw. kann das entfernte Ende 20 der inneren Leitung 18A in
einer Herzkammer, wie bspw. dem rechten Vorhof, plaziert werden.
Das entfernte Ende 20 der inneren Leitung 18A umfasst
einen Glukosesensor zum Erfassen von Glukose in dem Blut des Patienten,
bspw. einen elektrochemischen Glukosesensor. Wiederum wird ein äußerer Leitungskörper 16A allgemein
in dem Patient auf eine im wesentlichen permanente Weise implantiert. Die
innere Leitung 18A umfasst andererseits eine entfernbare
Leitung, die von dem Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers 16A entfernt
werden kann, ohne den äußeren Leitungskörper 16A von
dem Patienten zu entfernen. Folglich kann die innere Leitung 18A von
dem Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers 16A entfernt
werden und mit einem verhältnismäßig einfachen
Austauschvorgang ausgetauscht werden, der weniger invasiv und in
hohem Maße
weniger traumatisch als herkömmliche
Implantationsvorgänge
ist.
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3 zeigt
eine vereinfachte schematische Ansicht eines ersten und zweiten
Endes 31, 32 einer beispielhaften implantierbaren
Leitungsanordnung 30, einschließlich eines äußeren Leitungskörpers 36 und
einer inneren Leitung 38, die einen elektrochemischen Sensor 39 umfasst,
wie bspw. einen elektrochemischen Glukosesensor. Wie in 3 dargestellt ist,
definiert ein äußerer Leitungskörper 36 einen
Leitungskanal 37, der bemessen ist, um die innere Leitung 38 aufzunehmen.
Gleichermaßen
ist die innere Leitung 38 für ein Einsetzen in den Leitungskanal 37 des äußeren Leitungskörpers 36 dimensioniert.
Die innere Leitung 38 ist ausreichend steif, um ein Einsetzen
und Entfernen von dem Leitungskanal 37 zu ermöglichen,
und diese kann eine Schmierungsschicht umfassen, um ein Einsetzen
oder Entfernen zu verbessern. Ein Stilett oder eine andere strukturelle
Erweiterung kann verwendet werden, um eine zusätzliche Steifigkeit für die innere
Leitung 38 während
des Einsetzens oder Entfernens bereitzustellen.
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Ein
erstes Ende 31A der inneren Leitung 38 kann elektrisch
mit einer IMD gekoppelt werden. Ein zweites Ende 32A (das
entfernte Ende) der inneren Leitung 38 umfasst den elektrochemischen
Sensor 39. Elektrische Signal können verwendet werden, um chemische
Reaktionen zu messen, die auf dem Sensor 39 auftreten,
um Glukosewerte in einem Patienten zu messen. Wiederum ist jedoch
der elektrochemische Sensor lediglich ein Beispiel eines Sensors, der
auf einer inneren Leitung in Übereinstimmung
mit der Erfindung verwendet werden kann. Drucksensoren, optische
Sensoren, biologische Sensoren und eine große Vielzahl von Sensoren ohne
Elektrode, bei denen ein Gewebeüberwuchern
unerwünscht
ist, können
von der Lehre hierin profitieren.
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Das
erste und zweite Ende 31B und 32B des äußeren Leitungskörpers 38 sind
mit Abdichtmechanismen gebildet. Insbesondere ist das erste Ende 31B des äußeren Leitungskörpers 36 für ein abgedichtetes
Anfügen
an eine IMD gebildet. Vorragende Bestandteile 41 können bspw.
auf dem äußern Leitungskörper 36 in
der Nähe
des ersten Endes 31 gebildet sein, um ein Anfügen an eine
IMD auf eine abgedichtete Weise zu erleichtern, um sicherzustellen, dass
Körperfluid
nicht in den Leitungskanal 37 eintreten kann. Das zweite
Ende 32B des äußeren Leitungskörpers 36 kann
mit einer Abdichtung 42 gebildet sein, die durch die innere
Leitung 38 nach Einsetzen der inneren Leitung durch den
Leitungskanal 37 gebohrt wird. Bspw. kann die Abdichtung 42 ein
Silikonmaterial umfassen, um sicherzustellen, dass Fluid nicht in
den Leistungskanal 37 dringen kann.
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4 und 5 zeigen
vergrößerte Querschnittsansichten
von entfernten Enden (zweiten Enden) von beispielhaften äußeren Leitungskörpern, die
dem äußeren Leitungskörper 36 aus 3 entsprechen
können.
Wie in 4 gezeigt ist, ist der äußere Leitungskörper 48 mit
einer Abdichtung 44 auf seiner entfernten Spitze gebildet.
Diese Abdichtung 44 kann durch eine innere Leitung nach
Einsetzen des inneren Leitungskörpers
in den Leitungskanal 47 gebohrt werden. Die Abdichtung
kann vorab mit einem wieder abdichtbaren Schlitz 45 geschlitzt
sein, um ein Durchbohren durch die Abdichtung 44 zu vereinfachen.
Die Abdichtung 44 kann eine Federkraft um den Schlitz 45 nach
bzw. auf Durchbohren des Schlitzes 45 mit einer inneren
Leitung definieren. Folglich kann die Abdichtung 44 helfen,
sicherzustellen, dass eine minimale Menge an Fluid, Gewebe, Proteinen
und/oder Zellen in der Lage sind, in den Leistungskanal 47 nach
Einsetzen des äußeren Leitungskörpers 45 in
einen Patienten zu drängen,
und diese kann eine gute Fluiddichteabdichtung nach Durchbohren
durch eine innere Leitung sein. Die Abdichtung 44 kann
ebenfalls sehr nützlich
beim Begrenzen oder Vermeiden von fibrösen bzw. faserigen Gewebewachstum
zwischen einer inneren Leitung und einem äußeren Leitungskörper 48 sein.
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Der äußere Leitungskörper 48 kann
ebenfalls einen Metallabschnitt bzw. metallischen Abschnitt 49 umfassen,
wie bspw. ein Metallband, in der Nähe des entfernten Endes, um
ein Anordnen in dem menschlichen Körper über eine elektromagnetische Strahlenquelle
zu erleichtern. Ein anderes strahlenundurchlässiges Material kann ebenfalls
verwendet werden, um den Abschnitt 49 zu realisieren, bspw. einschl.
eines Metallpulvers, das mit dem Plastikleitungskörper 48 geformt
ist. In jedem Fall können Röntgenstrahlen,
Radiowellen oder andere elektromagnetische Strahlung verwendet werden,
um den Abschnitt 49 in einem Patienten anzuzeigen, was
einem Arzt ermöglicht,
einen äußeren Leitungskörper 48 an
einem erwünschten
Ort mit großer
Genauigkeit zu implantieren. Der Abschnitt 49 kann bspw.
ein Platinmaterial umfassen, das an einen Hauptabschnitt 46 des äußeren Leitungskörpers 48 geschweißt ist. Der
Hauptabschnitt 46 kann eine ausreichende Steifigkeit haben,
um sicherzustellen, dass er unter dem Druck einer verankernden Struktur 19 (1)
oder einer medizinischen Naht bzw. eines Fadens nicht zusammenklappt,
die bzw. der verwendet wird, um den äußeren Leitungskörper 48 an
einem Ort in einem Patienten zu verankern. Eine verhältnismäßig feste
bzw. steife Schicht eines Materials (nicht dargestellt) kann verwendet
werden, um einen Teil des Hauptabschnitts 46 zu bilden,
um eine solche Festigkeit bereitzustellen, insbesondere an Orten,
bei denen eine Naht wahrscheinlich verwendet wird. Der Hauptabschnitt 46 kann
ebenfalls eine gewickelte Schicht (nicht dargestellt) umfassen,
um ein Zusammenklappen des Hauptabschnitts zu vermeiden, wenn der
Hauptabschnitt 46 während
der Implantation des äußeren Leitungskörpers 48 gebogen
wird.
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5 zeigt
eine alternative Konfiguration eines äußeren Leitungskörpers 58,
der mit einer redundanten Abdichtung 54 auf dessen entfernter
Spitze gebildet ist. Insbesondere die redundante Abdichtung 54 definiert
eine Mehrzahl von Abdichtstrukturen 55A, 55B, 55C,
die durch eine innere Leitung nach Einsetzen der inneren Leitung
in einen Leitungskanal 57 gebohrt werden können. Eine
solche redundante Abdichtung kann weiterhin sicherstellen, dass
Fluid nicht in den Leitungskanal eintreten kann, sobald die Abdichtstrukturen 55A bis 55C durch
eine innere Leitung gebohrt wurden. Jede der Mehrzahl von Abdichtstrukturen 55A, 55B, 55C kann
mit jeweiligen wieder abdichtbaren Schlitzen 56A, 56B, 56C vorab
geschlitzt sein, um ein Durchbohren durch die jeweilige Abdichtung
zu vereinfachen.
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6 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer IMD 10C. Wie in 6 gezeigt
ist, umfasst die IMD 10C ein Gehäuse 62 und eine elektrochemische Leitungsanordnung
einschl. einer inneren Leitung 64 und eines äußeren Leitungskörpers 66.
Wie in 6 dargestellt ist, kann das Gehäuse 62 ein
Verbindermodul 65 umfassen, das ein elektrisches Koppeln der inneren
Leitung 64 mit der Schaltung in dem Gehäuse 62 vereinfacht.
Der äußere Leitungskörper 66 ist mit
einem Leitungskanal gebildet, der zu der inneren Leitung 64 passt.
Folglich kann bei bzw. nach Implantieren des äußeren Leitungskörpers 66 die
innere Leitung 64 entfernbar in den Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers 66 eingesetzt
werden. Somit kann, wenn die innere Leitung 64 abgenutzt
ist, eine neue innere Leitung an deren Stelle mit einem in hohem
Maße nicht
invasiven subkutanen medizinischen Ablauf eingesetzt werden, der
weniger traumatisch für
einen Patienten als herkömmliche
Austauschabläufe
ist.
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Der äußere Leitungskörper 66 umfasst
eine Abdichtstruktur bzw. einem Abdichtaufbau 67, um einen
abgedichteten Eingriff mit dem Verbindermodul 65 zu erleichtern. 6 zeigt
den äußeren Leitungskörper, der
von dem Verbindermodul zurückgezogen ist,
so dass die Abdichtstruktur 67 gesehen werden kann. Das
Verbindermodul 65 umfasst einen Kanal 71, durch
den der innere Leiter 64 von der IMD 10C entfernt
werden kann, bspw. durch Ziehen an dem nahen Ende 72 der
inneren Leitung 64, um die innere Leitung 64 zu
schieben, gemäß Pfeil
A, von dem Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers 66 und durch
den Kanal 71. In anderen Worten kann die innere Leitung 64 von
dem Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers 66 durch
den Kanal 71 des Verbindermoduls 65 entfernt werden.
Eine neue innere Leitung, die ebenfalls mit Bezugsziffer 64 bezeichnet
ist, kann dann eingesetzt werden, gemäß Pfeil B, durch den Kanal 71 und
in den Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers. In
diesem Fall muss der äußere Leitungskörper 66 nicht
von dem Verbindermodul 65 entfernt werden.
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Wie
weiter in 6 dargestellt ist, kann das nahe
Ende der inneren Leitung 64 ebenfalls mit einem Abdichtring 74 gebildet
sein, um gegenüber
dem Verbindermodul 65 abzudich ten. Zusätzlich kann die innere Leitung 64 ebenfalls
einen mechanischen Anschlag bzw. Stopper 76 umfassen, um
sicherzustellen, dass das nahe Ende der inneren Leitung 64 nicht zu
weit in das Verbindermodul 65 eingeführt werden kann. Eine Endkappe 78 kann
vorgesehen sein, um das nahe Ende 72 der inneren Leitung 64 abzudecken,
bspw. durch Schrauben auf das Verbindermodul 65.
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7 zeigt
eine seitliche Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform
einer IMD 80. In dem Beispiel aus 7 umfasst
die IMD 80 ein Gehäuse 82 und
eine elektrochemische Leitungsanordnung einschl. einer inneren Leitung 84 und
eines äußeren Leitungskörpers 86.
Die innere Leitung 84 definiert einen Leitungskörper, der
eine Mehrzahl von elektrochemischen Sensoren 87A bis 87C umfasst, die
entlang axialen Positionen des Leitungskörpers in der Nähe eines
distalen Endes der inneren Leitung gebildet sind. Das nahe Ende
der inneren Leitung kann einen oder mehrere elektrische Kontakte
(nicht dargestellt) umfassen.
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Beispielsweise
kann jeder der elektrochemischen Sensoren 87A bis 87C elektrisch
mit dem elektrischen Kontaktfeld bzw. -bereich auf dem nahen Ende
gekoppelt sein. In manchen Fällen
kann der elektrische Kontakt eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktbereichen
definieren, die an axialen Positionen entlang der Länge des
Leitungskörpers
in der Nähe
des nahen Endes gebildet sind. Jeder der elektrochemischen Sensoren 87A bis 87C ist
elektrisch mit einem entsprechenden einen oder mehreren der Mehrzahl
von elektrischen Kontaktbereichen gekoppelt. Elektrische Komponenten,
die in dem Gehäuse 82 aufgenommen
sind, können
elektrisch mit elektrochemischen Sensoren 87A bis 87C gekoppelt
werden, so dass erfasste Zustände
durch die Schaltung gespeichert oder aufgezeichnet werden können.
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Der äußere Leitungskörper 86 kann
mit einem Fenster 85 in der Nähe eines distalen Endes des äußeren Leitungskörpers 86 gebildet
sein. Abdichtungen (nicht dargestellt) können einen freigelegten Abschnitt
einer inneren Leitung 84 bei dem Fenster 85 von
dem Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers abdichten.
In anderen Worten können
Abdichtungen in der Nähe
des Fensters 85 vorgesehen sein, um einen freigelegten
Sensor von dem Leitungskanal abzudichten und nicht freigelegte Sensoren
gegenüber
Fluiden des Patienten und dergleichen abzudichten.
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Einer
der Sensoren 87 kann im Verhältnis zu dem Fenster 85 zu
Messzwecken positioniert werden. Außerdem kann die IMD 80 bewirkt
werden, die Rolle 89 oder einen ähnlichen Aufbau zu drehen,
um einen neuen elektrochemischen Sensor freizulegen, bspw. Sensor 87B zu
Fenster 85. Diese Drehung der Rolle 89 oder eines ähnlichen
Aufbaus kann in Reaktion auf eine Programmroutine durchgeführt werden, die
von einem Arzt aktiviert wird, einem mechanischen Schrauben durch
den Arzt oder einem automatisch betätigten Drehen durch die IMD 80 nach Bestimmen,
dass der Sensor 87A abgenutzt ist. Wenn die IMD 80 eine
automatisierte Rotation der Rolle 89 bewirkt, kann die
IMD 80 einen Motor umfassen, um eine solche Drehung bzw.
Rotation auszuführen.
In jedem Fall kann ein solches Umpositionieren der Sensoren 87 der
inneren Leitung 84 im Verhältnis zu dem Fenster 85 des äußeren Leitungskörpers 86 ein
Austauschen des Sensors mit einem atraumatischen medizinischen Verfahren
oder möglicherweise
keinem medizinischen Verfahren bereitstellen.
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8 bis 10 zeigen
eine weitere Konfiguration der IMD 90. Wie in 8 bis 10 gezeigt ist,
umfasst die IMD 90 ein Gehäuse 92 und eine elektrochemische
Leitungsanordnung einschl. einer inneren Leitung 94 und
eines äußeren Leitungskörpers 96.
Die innere Leitung 94 definiert einen Lei tungskörper, der
eine Mehrzahl von elektrochemischen Sensoren 97A bis 97C umfasst,
die entlang axialen Positionen des Leitungskörpers in der Nähe eines
entfernten Endes der inneren Leitung 94 gebildet sind.
Das nahe Ende der inneren Leitung 94 kann einen oder mehrere
elektrische Kontaktbereiche 98A bis 98C umfassen.
Beispielsweise kann jeder der elektrochemischen Sensoren 97A bis 97C elektrisch mit
einem entsprechenden einen der Mehrzahl von elektrischen Kontaktbereihen 98A bis 98C gekoppelt sein.
In jedem Fall können
elektrische Komponenten, die in dem Gehäuse 82 aufgenommen
sind, elektrisch mit den elektrochemischen Sensoren 97A bis 97C gekoppelt
werden, so dass erfasste Zustände durch
die elektrischen Komponenten gespeichert oder aufgezeichnet werden
können.
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Der äußere Leitungskörper 96 kann
mit einem Fenster 95 in der Nähe eines distalen Endes des äußeren Leitungskörpers gebildet
sein. Einer der Sensoren 97A kann im Verhältnis zu
dem Fenster 95 zu Messzwecken positioniert sein. Wenn der
Sensor 97A sich abnutzt, kann ein verhältnismäßig einfaches subkutanes medizinisches
Verfahren durchgeführt
werden, bei der ein Arzt auf das Gehäuse 92 zugreift, so
wie über
einen kleinen Einschnitt in den Patienten. Die Endkappe 100 wird
entfernt, wie in 9 dargestellt ist, und die innere
Leitung 94 wird durch einen Arzt im Verhältnis zu
dem äußeren Leitungskörper 96 umpositioniert.
Beispielsweise kann die innere Leitung 94 im Verhältnis zu
dem äußeren Leitungskörper 96 umpositioniert
werden, um einen neuen Sensor 97B dem Fenster 95 freizulegen
und möglicherweise
einen neuen elektrischen Kontaktbereich 98B für die Schaltung
innerhalb des Gehäuses 92 freizulegen.
Der Kontaktbereich 98A kann dem elektrochemischen Sensor 97A entsprechen,
der Kontaktbereich 98B kann dem elektrochemischen Sensor 97B entsprechen
usw. Ein elektrischer Kontakt, der als Pfeil C in 8 bis 10 gezeigt
ist, innerhalb des Gehäuses
kann so positioniert werden, dass wenn ein neuer Sensor 97B im
Verhältnis
zu dem Fenster 95 positioniert wird, ein entsprechender elektrischer
Kontaktbereich 98B für
einen elektrischen Kontakt mit der Schaltung in dem Gehäuse 92 positioniert
wird.
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Ein
Abschnitt 102 der inneren Leitung 94 kann durch
den Arzt ausgeschnitten werden und eine Endkappe 100 kann
ausgetauscht werden, wie in 10 dargestellt
ist. Auf diese Weise kann ein verhältnismäßig einfacher elektrochemischer
Sensor-Austauschvorgang statt invasiver herkömmlicher Leitungsaustauschvorgänge verwendet
werden.
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In
noch weiteren Ausführungsformen
können Sensoren
bei einem selben axialen Ort um den Durchmesser der inneren Leitung
positioniert werden. In diesem Fall kann ein Umpositionieren der
inneren Leitung bezüglich
des äußeren Leitungskörpers ein
Drehen der inneren Leitung im Verhältnis zu dem äußeren Leitungskörper umfassen,
um einen neuen Sensor für
ein Fenster des äußeren Leitungskörpers freizulegen.
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11 und 12 zeigen
Flussdiagramme, die Implantations- und Austauschtechniken eines Sensors
darstellen. 11 zeigt eine Sensorimplantations-
und Austauschtechnik, die implantierbare Systeme verwendet, die
in Übereinstimmung
mit Ausführungsformen
der Erfindung sind, bei denen eine IMD ähnlich zu denjenigen, die in 1, 2 oder 6 dargestellt
wird, verwendet wird. Beispielsweise wird die IMD 10 der 1 zum
Beschreiben der 11 verwendet. Wie in 11 dargestellt ist,
implantiert ein Arzt einen äußeren Leitungskörper 16 an
einem im wesentlichen permanenten Ort des Patienten (111).
Insbesondere kann der Arzt den äußeren Leitungskörper 16 durch
die Vena Cava Superior einsetzen und den äußeren Leitungskörper 16 in eine Herzkammer
einführen.
Der äußere Leitungskörper 16 kann
an den Patienten durch einen Verankerungsaufbau 19 gesichert
sein, bspw. an verbindenden Geweben des Patienten in der Nähe der Eintrittstelle
der Vena Cava Superior. Eine oder mehrere Nähte können ebenfalls verwendet werden,
um den äußeren Leitungskörper 16 zu
befestigen.
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Um
den äußeren Leitungskörper an
einer geeigneten Stelle zu positionieren, kann der Arzt Röntgenstrahlen
oder Radiowellentechniken verwenden, um einen metallischen Abschnitt 49 (in 4)
des äußeren Leitungskörpers 16 zu
lokalisieren. Der Arzt kann dann die innere Leitung 18 durch
einen Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers 16 (112) implantieren.
Insbesondere kann der Arzt die innere Leitung 18 durch
den Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers einsetzen,
schließlich
eine Abdichtung 44 oder 54 (4 und 5)
auf dem entfernten Ende des äußeren Leitungskörpers 16 bohren.
Ein Schmiermittel kann zu der inneren Leitung 18 zugefügt werden,
um das Einsetzen durch den Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers 16 zu
verbessern. Alternativ kann das Einsetzen der inneren Leitung in
den äußeren Leitungskörper (112)
vor der Implantation des äußeren Leitungskörpers (111)
durchgeführt
werden. In diesem Fall würden
sowohl der äußere Leitungskörper als
auch die innere Leitung in den Patienten zur selben Zeit eingesetzt
werden. In jedem Fall kann der Arzt Fluoroskopie einsetzen, um einen
Sensorort im Verhältnis
zu einem entfernten Ende des äußeren Leitungskörpers 18 zu
visualisieren. Ebenfalls können
Markierungen oder strahlenundurchlässiges Material auf der inneren
Leitung verwendet werden, um dem Arzt zu helfen, den korrekten Implantationspunkt
zu finden.
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Sobald
sowohl die innere Leitung 18 als auch der äußere Leitungskörper 16 erfolgreich
implantiert wurden, können
die innere Leitung 18 und der äußere Leitungskörper 16 mit einem
Gehäuse 12 der
IMD 10 (113) verbunden werden. Die innere Leitung 18 kann
elektrisch mit der Schaltung innerhalb des Gehäuses 12 gekoppelt
werden und der äußere Leitungskörper 18 kann
mit dem Gehäuse 12 gekoppelt werden.
Der äußere Leitungskörper 18 kann
mit einer oder mehreren Strukturen an einem nahen Ende gebildet
werden, um eine dichte Versiegelung bei dem Gehäuse 12 sicherzustellen,
die noch ein Entfernen und Wiederanfügen bzw. erneutes Anfügen des äußeren Leitungskörpers 18 an
das Gehäuse 12 zu
einem späteren
Zeitpunkt ermöglicht.
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Die
IMD 10 kann dann verwendet werden, um medizinische Zustände in dem
Patienten (114) zu messen. Insbesondere kann ein elektrochemischer Sensor,
wie bspw. ein Zucker- bzw. Glukosesensor, auf einem entfernten Ende
der inneren Leitung 18 verwendet werden, um Zustände zu messen.
Elektrische Signale können
durch solche chemischen Prozesse beeinflusst werden, um solche Zustände zu identifizieren.
Die erfassten Zustände
können
durch die Schaltung innerhalb des Gehäuses 12 gespeichert
werden und möglicherweise
telemetrisch zu einer Programmiereinrichtung übertragen werden, so dass ein
Arzt die Bedeutung der erfassten Zustände interpretieren und den
Patienten entsprechend diagnostizieren kann.
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Schließlich kann
der elektrochemische Sensor der inneren Leitung 16 sich
abnutzen (Ja-Zweig in 115). Wie vorstehend erwähnt ist,
ist die verhältnismäßig kurze
Gebrauchsdauer elektrochemischer Leitungen ein Hauptproblem. Sobald
der elektrochemische Sensor der inneren Leitungen 16 sich
abgenutzt hat oder mit Gewebe überwuchert
ist, kann ein verhältnismäßig einfacher
und nicht invasiver Vorgang durchgeführt werden, um die innere Leitung 16 auszutauschen.
Insbesondere kann der Arzt die innere Leitung 16 von dem äußeren Leitungskörper 18 (116)
entfernen und eine neue Leitung kann in den Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers 18 (117) eingesetzt
werden. Wiederum kann der Arzt Fluoroskopie einsetzen, um einen
Sensorort im Verhältnis
zu einem entfernten Ende des äußeren Leitungskörpers zu
visualisieren. Ebenballs können
Markierungen oder strahlenundurchlässige Markierer auf der neuen inneren
Leitung verwendet werden, um dem Arzt zu helfen, den richtigen Implantationspunkt
zu lokalisieren.
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Ein
solcher Entfern- und Austauschvorgang kann weitaus weniger invasiv
als herkömmliche
Vorgänge
zum Austauschen elektrochemischer Sensorleitungen sein. Durch Verlassen
des äußeren Leitungskörpers 18,
der permanent implantiert ist, können
neue innere Leitungen einfach eingesetzt werden. Lediglich ein verhältnismäßig kleiner
Einschnitt kann erforderlich sein, um auf das Gehäuse 12 zuzugreifen,
so dass bspw. die innere Leitung 16 von dem Leitungskanal
des äußeren Leitungskörpers 18 durch
den Kanal 71 entfernt werden kann und eine neue innere
Leitung durch den Kanal 71 und in den Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers 18 eingesetzt
werden kann. Alternativ kann der äußere Leitungskörper 18 abgenommen
werden und die innere Leitung 16 kann aus dem Leitungskanal
des äußeren Leitungskörpers gezogen
werden. Wenn dies erwünscht
ist, kann die Befestigungsstruktur 19 während des Austauschvorgangs
entfernt werden und dann einem Austauschen der inneren Leitung 16 folgend
wieder angefügt
werden.
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Es
kann ebenfalls während
des Austauschvorgangs erwünscht
sein, den äußeren Leitungskörper 18 auszuspülen, bspw.
mit einer Salzlösung,
einem Entfernen der inneren Leitung 16 folgend und vor
einem Einsetzen einer neuen inneren Leitung. Zusätzlich kann ein entzündungshemmendes
Mittel, wie bspw. ein Steroid, auf dem entfernten Ende auf der neuen
inneren Leitung vorgesehen sein, bspw. um zu helfen, ein fibröses Gewebewachstum
auf der neuen inneren Leitung zu begrenzen oder zu vermeiden. Ein
antibiotisches Mittel kann ebenfalls verwendet werden, um die äußere Leitung
auszuspülen,
um zu helfen, Infektionen des Patienten zu vermeiden.
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12 zeigt
eine Sensorimplantations- und Austauschtechnik, bei der eine IMD ähnlich zu
denjenigen, die in 7 bis 10 dargestellt
sind, eingesetzt wird. Bspw. wird die IMD 80 aus 7 hauptsächlich beim
Beschreiben der 12 verwendet. Wie in 12 dargestellt
ist, implantiert ein Arzt einen äußeren Leitungskörper 86 an
einem im wesentlichen permanenten Ort des Patienten (121).
Wie der Ablauf der 11 kann der Arzt den äußeren Leitungskörper 80 durch
die Vena Cava Superior einführen
und den äußeren Leitungskörper 16 in
eine Herzkammer einführen.
Der äußere Leitungskörper 86 kann
durch einen Verankerungsaufbau verankert sein und eine oder mehrere
Nähte können ebenfalls verwendet
werden. Der äußere Leitungskörper 86 kann
eine feste Schicht in einem Abschnitt umfassen, in dem eine Naht
oder eine Verankerungsstruktur angewendet werden kann, um ein Zusammenklappen des äußeren Leitungskörpers zu
vermeiden, wenn eine Naht angewandt wird.
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Um
den äußeren Leitungskörper 86 an
einem geeigneten Ort zu positionieren, kann der Arzt Röntgenstrahlen
oder Radiowellentechniken verwenden, um einen metallischen Abschnitt
oder ein anderes strahlenundurchlässiges Material (ähnlich zu 49 aus 4)
des äußeren Leitungskörpers 86 zu
lokalisieren. Der Arzt implantiert dann eine innere Multisensorleitung 84 durch
einen Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers 86 (122).
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Alternativ
kann das Einsetzen der inneren Multisensorleitung 84 in
den äußeren Leitungskörper 86 (122)
vor der Implantation des äußeren Leitungskörpers 86 (121)
durchge führt
werden. Der Arzt kann Fluoroskopie verwenden, um einen Sensorort
im Verhältnis
zu einem entfernten Ende des äußeren Leitungskörpers 86 zu
visualisieren. Ebenfalls können Markierungen
auf der inneren Multisensorleitung 84 verwendet werden,
um zu helfen, dass der Arzt den korrekten Implantationspunkt lokalisiert.
Der geeignete Implantationspunkt kann einem Ort entsprechen, bei
dem der Sensor 87 zu dem Fenster 85 ausgerichtet
ist.
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Sobald
sowohl die innere Multisensorleitung 84 als auch der äußere Leitungskörper 85 erfolgreich implantiert
wurden, kann die innere Multisensorleitung 84 mit der Schaltung
verbunden werden und der äußere Leitungskörper 86 kann
mit einem Gehäuse 82 der
IMD 80 (123) verbunden werden. Der äußere Leitungskörper 86 kann
mit einer oder mehreren Strukturen auf einem nahen Ende gebildet
sein, um eine dichte hermetische Versiegelung bei dem Gehäuse 82 zu
gewährleisten.
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Die
IMD 10 kann dann verwendet werden, um medizinische Zustände in dem
Patienten (124) zu erfassen bzw. zu messen. Insbesondere
kann ein Sensor 87A in der Nähe des Fensters 85,
wie bspw. ein elektrochemischer Sensor, verwendet werden, um Zustände zu erfassen.
Die erfassten Zustände können durch
die Schaltung in dem Gehäuse 82 gespeichert
werden und möglicherweise
telemetrisch zu einer Programmiereinrichtung übertragen werden, so dass ein
Arzt die Bedeutung der erfassten Zustände erfassen kann und den Patienten
entsprechend diagnostizieren kann.
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Schließlich kann
der Sensor 87A abgenutzt sein (Ja-Zweig bei 125).
Sobald der Sensor 87A abgenutzt ist, kann die innere Multisensorleitung 86 im Verhältnis zu
dem Leitungskanal des äußeren Leitungskörpers entfernt
werden, um einen neuen Sensor freizulegen, bspw. Sensor 87B,
für das
Fenster 85. Bspw. kann ein nahes Ende der Leitung 86 mit
einer Rolle 89 gekoppelt werden. Es kann bewirkt werden,
dass die Rolle 89 sich bewegt, wie bspw. über Programmiersignale,
die von einem Arzt gesendet werden, eine physische Drehung durch
den Arzt oder möglicherweise
eine automatische Bewegung, die durch die IMD 80 selbst
bewirkt wird. In jedem Fall kann eine Drehung der Rolle 89 bewirken,
dass ein neuer elektrochemischer Sensor, bspw. der Sensor 87B,
relativ zu dem Fenster positioniert wird. Auf diese Weise kann ein
Sensoraustausch im großen Maße vereinfacht
werden.
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Alternativ
kann, eher als die Verwendung einer Rolle 89, eine Konfiguration
der IMD 90, wie diejenige, die in 8 bis 10 dargestellt
ist, verwendet werden. In diesem Fall kann ein Arzt die Endkappe 100 entfernen
und an der inneren Leitung 94 in einem ausreichenden Maß ziehen,
um den Sensor 97B in Ausrichtung zu dem Fenster 95 zu
bewegen. Der Arzt kann dann den Abschnitt 102 ab- bzw.
ausschneiden und die Endkappe 100 austauschen, wie in 10 dargestellt
ist.
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Eine
Anzahl von Ausführungsformen
und Merkmalen wurde beschrieben. Die Techniken und Strukturen können nützliche
Anwendungen in beliebigen Szenarien finden, bei denen Sensoren auf
medizinischen Leitungen eine verhältnismäßig kurze Lebensspanne haben
und der Zustand des Patienten ein langandauerndes Überwachen über die
Gebrauchsdauerspanne des Sensors hinaus erfordert. Viele Details
der Erfindung wurden in Zusammenhang mit einem elektrochemischen
Glukosesensor gegeben. Die Erfindung kann jedoch bei einer großen Vielzahl
von Sensoranwendungen nützlich
sein, insbesondere bei Messanwendungen ohne Elektrode, bei denen
ein Gewebeüberwuchern
oder eine Abnutzung bewirkt, dass die Gebrauchsdauer des Sensors begrenzt
wird. Bspw. kann die Erfindung bei elektrochemischen Sensoren, optischen
Sensoren, Drucksensoren, Blut übertragenen
biochemischen oder chemischen Sensoren, Laktatsensoren, die in dem Herzsinus
verwendet werden, um Ischämie
zu erfassen, Sensoren zum Messen von CKMB, Sensoren zum Messen von
Troponin I, T und C, Sensoren zum Messen von Myoglobin, Sensoren
zum Messen von BNP (P-Typ natriuretisches Peptid), Sensoren mit
mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) oder anderen Typen von
medizinischen Sensoren nützlich sein,
bei denen ein Austausch während
der Lebensdauer des Patienten erwartet wird.