DE69005385T2

DE69005385T2 - Kontrollvorrichtung zum richtigen Anbringen von medizinischen Instrumenten.

Info

Publication number: DE69005385T2
Application number: DE90308172T
Authority: DE
Inventors: Ray S Mcdonald
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: DE69005385D1; EP0410734A1; JPH0390168A; US5009644A; CA2021896A1; EP0410734B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Bestimmen der Anordnung eines perkutanen medizinischen Instruments mit einer implantierbaren Vorrichtung, beispielsweise die Anordnung einer Nadel in dem Vorratsbehälter einer Medikamenten-Abgabevorrichtung.
Viele implantierbare medizinische Vorrichtungen erfordern die perkutane Verbindung. Beispielsweise erfordern Vorrichtungen, die Medikamente innerhalb des Körpers abgeben, eine Zufuhr, die durch die Injektion mittels einer Injektionsnadel durch die Haut hindurch hergestellt wird. In Vorrichtungen, wie etwa in implantierbaren Medikamenteverteilern oder Katheter-Zugangsöffnungen, wird eine Nadel durch die Haut hindurch, durch eine durchstechbare Scheidewand an Medikamenteverteiler und in einen Vorratsbehälter hinein geführt, wo das Medikament zu injizieren ist.
Da die medizinische Vorrichtung subkutan angebracht ist, muß Vorsorge getroffen werden, um sicherzustellen, daß die Nadel ordungsgemäß vor der Injektion in die Vorrichtung hinein plaziert ist. Wenn die Nadel die Vorrichtung verfehlt, wird das Medikament in den Körper entweder an einer ungeeigneten Stelle oder in ungeeigneten Mengen abgegeben. Wenn die Nadel die Scheidewand nicht voll durchdringt, kann das Medikament nicht ordnungsgemäß in die gewünschte Lage des Vorratsbehälters abgegeben werden.
Frühe Versuche wurden angestellt, um eine Rückmeldung über die Plazierung der Nadel zu liefern. Diese befaßten sich mit komplizierten Apparaturen, wie etwa dem Ortungsgerät der Marke Celcontrol, das die Anbringung einer Elektrode auf der Haut und die Anbringung eines Drahtes erfordert, um den Stromkreis zur Injektionsnadel zu schließen. Was erforderlich ist, ist eine einfache Technik zum Messen der Nadelposition, die nicht Anschlüsse an Haut oder Nadel erfordert.
EP-A-0 245 132 offenbart eine Vorrichtung zum Orten, wann sich die Nadel ordnungsgemäß in ihrer Lage in einer implantierten medizinischen Vorrichtung befindet. Die implantierte Vorrichtung enthält einen Meßfühler, der einen vollständigen Stromkreis mit einer externen Signalgebungsvorrichtung bildet, die durch eine Elektrode an die Haut des Patienten angeschlossen ist. Der Stromkreis wird durch die Nadel, den Meßfühler, die Haut des Patienten, die Elektrode, die Signalgebungsvorrichtung und zurück zur Nadel gebildet. Dies erfordert jedoch die Anbringung einer Elektrode an der Haut des Patienten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine implantierbare medizinische Vorrichtung vorgesehen, mit
einer leitfähigen Kontaktplatte, die in der Vorrichtung für den elektrischen Kontakt mit einem perkutanen medizinischen Instrument angebracht ist;
einer Stromkreiseinrichtung, die elektrisch mit der Kontaktplatte verbunden ist und eine Einrichtung zum Erzeugen eines wahrnehmbaren Signals aufweist;
einer Einrichtung, um Strom für die Stromkreiseinrichtung zu liefern; und
einer leitfähigen Platte in elektrischem Kontakt mit der Stromkreiseinrichtung, so daß ein Stromkreis geschlossen werden kann, wenn das perkutane medizinische Instrument korrekt plaziert ist, und zwar vom Instrument durch die Kontaktplatte, die Stromkreiseinrichtung, die externe Platte, den Körper des Patienten und durch das Instrument zurück zur Kontaktplatte, wobei Strom der Einrichtung zum Erzeugen eines wahrnehmbaren Signals zugeführt wird; dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Platte, die genannte Stromkreiseinrichtung und die genannte Einrichtung zur Stromversorgung im Inneren der implantierbaren Vorrichtung angebracht sind, und die genannte leitfähige Platte außerhalb an der genannten Vorrichtung angebracht ist.
Der Kontakt des perkutanen medizinischen Instruments, beispielsweise einer Injektionsnadel, mit der gewünschten Stelle im Vorratsbehälter schließt einen Stromkreis, der durch eine Stromeinrichtung aktiviert wird, um eine bevorzugt hörbare Rückmeldung zu liefern.
Bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun lediglich beispielsweise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine teilweise schematische Systemansicht eines implantierbaren Apparats, der entsprechend der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei ein externer Hochfrequenzsender und eine Injektionsnadel gezeigt sind;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Schaltung für die Vorrichtung der Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht eines alternativen bzw. anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht der Schaltung der Vorrichtung der Fig. 3.
Fig. 1 zeigt eine Katheterzugangöffnung 10, die in das Gewebe 11 unterhalb der Haut 12 eines Patienten implantiert ist. Ein Fachmann kann die vorliegende Erfindung auch bei anderen Vorrichtungen verwenden, die den perkutanen Kontakt mit medizinischen Instrumenten erfordern. Die Zugangsöffnung 10 umfaßt einen Körper 14, der einen Strömungsmittelvorratsbehälter 16 hat. Der Vorratsbehälter 16 ist gegenüber der Umgebung des Patienten durch eine durchstechbare Scheidewand 18 abgedichtet. Die Zugangsöffnung 10 umfaßt eine Kontaktplatte 20 am Boden des Vorratsbehälters 16. Die Kontaktplatte 20 ist elektrisch mit einer Schaltung 22 verbunden, die schematisch in Fig. 1 gezeigt ist. Die Schaltung 22 ist elektrisch mit einer leitfähigen Bodenplatte 24 verbunden, die an der Außenseite des Körpers 14 angebracht ist. In den Körper 14 eingebettet und elektrisch mit der Schaltung 22 verbunden, befindet sich eine Spule oder Empfangsantenne 26.
Die Zugangsöffnung 10 wird verwendet, um ein Medikament durch einen Abschnitt des Körpers mittels eines Katheters zu übertragen. Das Medikament wird dem Vorratsbehälter 16 durch eine Injektionsspritze 30 mit einer Nadel 32 zugeführt, welche die Haut 12 und die Scheidewand 18 perforiert. In der dargestellten Lage befindet sich die Nadel 32 im Inneren des Vorratsbehälters 16 in Kontakt mit der Kontaktplatte 20 und ist bereit zur Medikamenteninjektion.
Damit die Meßeinrichtung der Zugangsöffnung 10, mit der Stromkreiseinrichtung 22, der Kontaktplatte 20 und der gemeinsamen Platte 24, die Plazierung der Nadel 32 mißt, muß Strom verfügbar sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Strom durch Hochfrequenz übertragen. Ein HF-Sender 34 ist schematisch gezeigt, wie er durch Drähte 36 an eine Sendeantenne 38 angeschlossen ist. Die Komponenten 34 bis 38 sind durchaus bekannte Vorrichtungen aus dem Stand der Technik, die in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Der Sender 34 könnte irgendeiner der im Stand der Technik zur Verfügung stehenden Sender sein. Ein besonders nützliches Beispiel wäre der Sender für das spinale Stimulierungssystem der Marke Medtronic Pisces.
Die Antenne 38 weist gemäß der Darstellung eine ringförmige Scheibe mit einem mittigen Loch auf, kann aber auch eine andere geeignete medizinische Sendeantenne sein. Wenn der Sender 34 HF-Energie durch die Antenne 38 sendet, wird sie von der Empfangsantenne 26 im Inneren der Zugangsöffnung 10 empfangen.
Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen; die Schaltung 22 umfaßt einen Kondensator 40, eine Diode 42, einen Widerstand 44 und einen piezoelektrischen Piepser 46. Die Schaltung 22 weist einen Kondensator 40 in Reihe mit der Spule 26 auf. Wenn keine Nadel 32 vorliegt, dann ist der einzige Strom, der vorliegt, die Spannung, die über die Reaktanz der Spule 26 induziert wird. Deshalb erfolgt keine Aktivierung des Piepsers 46. Wenn die Nadel 32 durch die Scheidewand 18 gegen den Kontakt 20 eingeführt wird, dann umfaßt die Schaltung 22 einen parallelen, resonanten Stromkreis. Der Stromkreis wird von der Nadel zur Kontaktplatte durch die Schaltung 22 zur gemeinsamen Platte 24 und zurück durch das Gewebe des Patienten zur Nadel 32 geschlossen.
Im geschlossenen Stromkreis wird der Kondensator 40 über die Spule 26 hinweg parallelgeschaltet. Der Wert der Spuleninduktivität und die Kapazität werden eine Resonanzschwingung mit einer bestimmten Frequenz durchführen. Dies ist die Frequenz, die bevorzugt von der Antenne 38 abgegeben wird. Viele Frequenzen können benutzt werden, um die vorliegende Erfindung zu benutzen. Bevorzugt sollte Energie im Bereich von 100 bis 200 kHz abgestrahlt werden.
Nach der Gleichrichtung durch die Diode 42 wird ein Strom an den Piezopiepser 46 angelegt und es wird ein Schall emittiert. Der Piezopiepser 46 kann irgendeine von durchaus bekannten Piezovorrichtungen sein, wie etwa eine Schallvorrichtung bei den Medikamentenverteilern der Marke Medtronic Synchromed.
Der Schall wird bevorzugt durch Energieimpulse aus der Antenne 38 erzeugt. Es werden bevorzugt Impulsgruppen gesendet. Wenn Energie in Impulsen mit einer bestimmten Wiederholungsgeschwindigkeit, wie etwa 500 Hz, gesendet werden, dann wird es einen Ton dieser Frequenz geben. Impulsgruppen werden bevorzugt so gesendet und gemessen, daß ein Ton für die Dauer der Gruppe gehört wird. Deshalb werden intermittierende Piepstöne das Ergebnis sein.
In Fig. 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eine Katheterzugangsöffnung 50, die einen Körper 52 mit einem Vorratsbehälter 54 aufweist, der durch eine Scheidewand 56 verschlossen ist, wie oben erörtert. Eine Kontaktplatte 58 ist im Boden des Vorratsbehälters 54 gelegen, wie oben erörtert. Die Kontaktplatte 58 ist elektrisch mit einer Schaltung 60 verbunden, die schematisch dargestellt ist. An der Schaltung 60 ist auch eine Batterie 62, eine indifferente Platte 64 und ein Piepser 66 angeschlossen.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 arbeitet auf eine Weise ähnlich jener der Fig. 1, mit der Ausnahme, daß Strom intern von der Batterie 62 so geliefert wird, daß keine Abstrahlung von HF-Energie erforderlich ist. Der Stromkreis 60 umfaßt eine integrierte Schaltung 68, ähnlich integrierten Schaltungen, die üblicherweise zum Steuern von lichtemittierenden Dioden verwendet werden. Im Inneren der integrierten Schaltung 68 befindet sich in Verbindung mit der Platte 58 eine Elektrode, die Schalter oder Gatter genannt ist, die ein Steueranschluß mit hoher Impedanz ist. Es wird davon ausgegangen, daß die integrierte Schaltung ein CMOS (Komplementär-Metalloxid-Halbleiter) ist, so daß sie einen sehr kleinen Stromabfluß aufweist, wenn keine Stromkreisverbindung vorliegt. Die hierfür verwendete Schaltung ist in der Technik durchaus bekannt.
In Fig. 4 erfolgt der Stromweg, wie oben erörtert, von der indifferenten Platte 64 durch das Gewebe 11 zur Nadel 32 und von dort zum Kontakt 58.
Die integrierte Schaltung 68 wird dann die Tatsache ermitteln, daß ihr Gatter sich beim selben Potential befindet wie die indifferente Platte 64, und wird mit der Ausgabe von Impulsen aus der Batterie 62 zum Piezopiepser 66 beginnen. Schall wird mit der Frequenz der Impulse abgegeben werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel hält der Schall so lange an, wie sich die Nadel in ihrer Lage befindet und das Medikament verabreicht wird. Wenn die Nadel entfernt wird, wird die Schaltung auf niedrigen Strom übergehen und die Vorrichtung wird für das nächste Einführen der Nadel warten. In alternativen Ausführungsbeispielen kann der Ton für einen Zeitraum abgegeben und dann abgebrochen werden, so daß der Ton nicht ständig die ganze Zeit ertönt, während sich die Nadel in der Scheidewand befindet. Während die Erfindung anhand einer Katheter-Zugangsöffnung des speziellen Ausführungsbeispiels erläutert ist, wird darauf hingewiesen, daß der Fachmann die Erfindung auch in anderen verschiedenartigen Vorrichtungen und Ausführungsbeispielen realisieren kann, die in den Bereich der nachfolgenden Ansprüche fallen.

Claims

1. Implantierbare medizinische Vorrichtung (10), mit

einer leitfähigen Kontaktplatte (20), die in der Vorrichtung für den elektrischen Kontakt mit einem perkutanen medizinischen Instrument angebracht ist;

einer Stromkreiseinrichtung (22), die elektrisch mit der Kontaktplatte (20) verbunden ist und eine Einrichtung (46) zum Erzeugen eines wahrnehmbaren Signals aufweist;

einer Einrichtung (26), um Strom für die Stromkreiseinrichtung (22) zu liefern; und

einer leitfähigen Platte (24) in elektrischem Kontakt mit der Stromkreiseinrichtung (22), so daß ein Stromkreis geschlossen werden kann, wenn das perkutane medizinische Instrument korrekt plaziert ist, und zwar vom Instrument (32) durch die Kontaktplatte (20), die Stromkreiseinrichtung (22), die externe Platte (24), den Körper des Patienten und durch das Instrument (32) zurück zur Kontaktplatte (20), wobei Strom der Einrichtung zum Erzeugen eines wahrnehmbaren Signals zugeführt wird; dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Platte (20), die genannte Stromkreiseinrichtung (22) und die genannte Einrichtung (26) zur Stromversorgung im Inneren der implantierbaren Vorrichtung (10) angebracht sind, und die genannte leitfähige Platte (24) außerhalb an der genannten Vorrichtung (10) angebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Einrichtung zur Stromversorgung eine Antenne in der medizinischen Vorrichtung zum Empfang von Hochfrequenzenergie aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Einrichtung zur Stromversorgung eine Batterie in der medizinischen Vorrichtung aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin die signalerzeugende Einrichtung ein hörbares Signal erzeugt.

5. Implantierbare medizinische Vorrichtung (10) nach Irgendeinem vorangehenden Anspruch, worin das genannte perkutane medizinische Instrument eine Injektionsnadel (32) umfaßt, und die genannte Vorrichtung (10) einen Vorratsbehälter zur Aufnahme eines Medikaments aus der genannten Nadel (32) aufweist.