DE69318659T2

DE69318659T2 - Elektrodensystem für Herzschrittmachern

Info

Publication number: DE69318659T2
Application number: DE69318659T
Authority: DE
Inventors: Kurt Hoegnelid; Alf Oehman
Original assignee: Pacesetter AB
Current assignee: Pacesetter AB
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1993-09-02
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2013-09-03
Also published as: EP0591680A1; SE9202792D0; EP0591680B1; US5487758A; DE69318659D1; JPH06190061A

Description

Diese Erfindung betrifft ein endokardiales Elektrodensystem für Herzschrittmacher mit mindestens einer endokardialen ven trikulären, für die Plazierung in Kontakt mit Herzgewebe im Ventrikel vorgesehenen Elektrode, um elektrische Aktivität abzufühlen und zu stimulieren, und die mit einem sich von einem distalen Endbereich eines Kabels erstreckenden Leiter verbunden ist, um Signale von und zu der Elektrode zu überführen.
Die Stimulation sowohl in Einkammer- als auch in Doppelkammerherzschrittmachern, d.h. VVI- und DDD-Herzschrittmachern erfolgt normalerweise im Apex. Ein konventioneller Herzschrittmacher dieses Typs zum Behandeln von Patienten, die z.B. unter Bradikardie leiden, erfordert zwei zusätzliche Elektroden, jede mit ihrem eigenen Verbindungsleiter, wobei eine dieser Elektroden im Atrium des Herzens und die andere im Ventrikel angeordnet ist. Die Aufgabe der Elektroden ist es, elektrische Aktivität im Herzen abzufühlen und Stimulationsimpulse abzugeben, wenn spontane elektrische Aktivität ausbleibt.
Ein Beispiel eines Elektrodensystems dieses Typs ist z.B. in der US-A-4.567.901 beschrieben. Hierbei ist das Elektrodenkabel in einen vorgebogenen Bereich in eine atrielle Sektion und eine ventrikuläre Sektion unterteilt, wobei diese Sektionen ihrerseits so gebogen sind, daß die von ihnen getragene atrielle Elektrode und die ventrikuläre Elektrode an den gewünschten Stellen im Herzen zu liegen kommen, wenn das Elektrodensystem implantiert wird. Ein solches Elektrodensystem mit einem vorgebogenen, in zwei separate Sektionen unterteiltem Elektrodenkabel ist ein komplexes System, das schwierig in den Patienten zu implantieren ist.
Es bestand daher der Wunsch, ein Elektrodensystem für DDD- Herzschrittmacher zu schaffen, bei dem die Elektrodenleiter in einem einzigen Kabel gebündelt sind.
In Versuchen, solch ein vereinfachtes Elektrodensystem zu erzielen, sind früher Elektrodensysteme verwendet worden, bei denen die Leiter in einem einzelnen Kabel gebündelt waren, an dessen einem Ende eine normale Stimulations- und Abfühlelektrode für die Implantation in herkömmlicher Art und Weise in den Ventrikel nahe dem Apex angeordnet ist. Diese Art von Elektrodensystem enthält auch eine oder eine Vielzahl von Elektroden, die auf dem Kabel im Atrium des Herzens angeordnet sind. Jedoch sind diese atriellen Elektroden "fließend", d.h. sie sind normalerweise nicht in direktem Kontakt mit elektrisch aktivem Gewebe, so daß eine effektive Stimulation unmöglich und das Abfühlen mit Hilfe dieser Elektroden schwieriger ist.
In einem Versuch, die atrielle(n) Elektrode(n) im Atrium in Kontakt mit Herzgewebe zu bringen, um dort zu stimulieren, wurde der Teil des Kabels, der die atrielle(n) Elektrode(n) trägt, so vorgeformt, daß die Elektrode(n) gegen das Herzgewebe im Atrium drückt bzw. drücken, vergleiche US-A- 4.154.247. Das Kabel ist daher in einen Bogen, eine Schlaufe oder dergleichen vorgeformt, so daß eine Ringelektrode auf dem Kabel Kontakt mit der atriellen Wand herstellt. Jedoch macht diese Vorformung des Kabels die Implantation schwieriger und der Kontakt mit der atriellen Wand ist unsicher. Die US-5.143.090 offenbart eine kardielle Elektrodenleitung oder ein Herzschrittmacherkabel mit einem langgestreckten elektrischen Leiter, der mit einem Elektrodenkopf am distalen Ende des Leiters verbunden ist. Eine an dem Kopf angebrachte epikardielle Elektrode enthält eine spiralförmige, zum Hineindrehen in das Herzgewebe vorgesehene Drahtelektrode. Jedoch erstreckt sich diese spiralförmiae Drahtelektrode von dem Elektrodenkopf senkrecht zu der Richtung des distalen Leiterendes.
Die US-4.628.943 offenbart eine endokardiale Einschraubstimulationselektrode mit einem isolierenden rohrförmigen Mantel mit einem distalen und einem proximalen Ende. Erste und zweite leitende Glieder, die voneinander isoliert sind, werden von dem Mantel aufgenommen und erstrecken sich über die Länge des rohrförmigen Mantels. Am distalen Ende dieses Mantels enthält die Stimulationselektrode eine distale Elektrodenanordnung mit einer korkenzieherförmigen Befestigungsvorrichtung, die elektrisch und mechanisch mit dem zweiten leitenden Glied verbunden ist, dessen distales Ende elektrisch und mechanisch mit dem proximalen Ende eines zylindrischen, aus elektrisch leitendem Material bestehenden und drehbar in der distalen Elektrodenanordnung angeordneten Befestigungsgliedes verbunden ist. Ein proximales Ende der korkenzieherformigen Befestigungsvorrichtung ist auf dem distalen Ende des Befestigungsgliedes in einer elektrische leitenden Art angebracht und ist drehbar, wenn das Befestigungsglied durch Rotation des zweiten leidenden Gliedes veranlaßt wird zu rotieren. Wenn die korkenzieherförmige Befestigungsvorrichtung in einer korkenzieherförmigen Weise in Vorwärtsrichtung durch die spiralförmige Passage, die durch einen feststehenden, aus Isoliermaterial bestehenden Pfropfen hindurchgeht, gedreht wird, wird eine distale Vorwärtsdrahtelektrodensektion der korkenzieherförmigen Befestigungsvorrichtung aus dem feststehenden, isolierenden Pfropfen heraus und in das Herz hineingedreht. Jedoch ist kein Teil der spiralförmigen Korkenzieherdrahtelektrode an sich mit irgend einer Isolierschicht versehen und die Drahtelektrode ist kaum durch die spiralförmige Passage, die durch den isolierenden feststehenden Pfropfen hindurchgeht, herausschraubbar.
Studien haben gezeigt, daß es vorteilhaft wäre mit einem ventrikuläre Stimulation erzeugenden Herzschrittmacher, der hoch oben im Ventrikel stimuliert, z.B. hoch oben im Septum oder gelegentlich, aus praktischen Gründen, im oberen Teil der äußeren ventrikulären Wand. Die Stimulation im Apex hat bewiesen dazu in der Lage zu sein, akute Probleme rasch lösen zu können, aber eine gewisse erhöhte Mortalität ist bei Patienten, die diesen Typ der Stimulation erhalten haben, verglichen mit der Stimulation in der oberen atriellen Wand beobachtet worden. Die Stimulation hoch oben im Septum hat sich als ähnlich zu der natürlichen Stimulation herausgestellt, da die Depolarisation dann durch das Septum erfolgt und sich von da über den Ventrikel ausbreitet, was in effizienteren Herzschlägen resultiert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der oben beschriebenen, früher bekannten Technik zu eliminieren und ein Elektrodensystem zu schaffen, das die Stimulation hoch oben im Ventrikel bei sowohl Einkammer- als auch Doppelkammerherzschrittmachern zum Erzeugen ventrikulärer Stimulation möglich macht.
Diese Aufgabe wird mit einem endokardialen Elektrodensystem des eingangs beschriebenen Typs mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele des beanspruchten Elektrodensystems sind in den Unteransprüchen 2-5 definiert.
Mit einer Konstruktion gemäß der Erfindung wird ein Elektrodensystem erzielt, mit dem die ventrikuläre Elektrode in das Septum oder der oberen Teil der äußeren ventrikulären Wand eingeführt wird, d.h. die ventrikuläre Elektrode wird hoch oben im Ventrikel abfühlen und Gewebe anregen.
Gemäß einer vorteilhaften Verbesserung des Elektrodensystems nach der Erfindung, besonders vorgesehen für DDD- Herzschrittmacher, weist das System eine atrielle Elektrode auf, vorgesehen für die Plazierung in Kontakt mit Herzgewebe innerhalb des Atriums zum Abfühlen elektrischer Aktivität und zur Stimulation, und verbunden mit einem Leiter zur Übertragung von Signalen zu und von der Elektrode, wobei die Leiter für die Elektroden in einem einzigen Kabel angeordnet sind. Vom Platz der atriellen Elektrode führt der Leiter zu der ventrikulären Elektrode, wobei die atrielle Elektrode im unteren Teil des Atriums positioniert ist, wenn die ventrikuläre Elektrode hoch oben im Ventrikel angebracht wird. Auf diese Art wird ein größtenteils "lineares" Elektrodensystem erzielt, das die Implantation vereinfacht, und die atrielle Elektrode ist in Kontakt mit Herzgewebe im unteren Teil des Atriums zum Abfühlen elektrischer Aktivität und zur Stimulation im Atrium und die ventrikuläre Elektrode ist hoch oben im Ventrikel implantiert.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen des Elektrodensystems nach der Erfindung besteht die ventrikuläre Elektrode aus dem nichtisolierten Anschlußteil des ansonsten isolierten nadel-, spiral-oder schraubenförmigen Leiters, der aus der Mitte der die atrielle Elektrode bildenden Kappe hervortritt. Bei der Implantation bohrt oder schraubt sich der nadel-, spiral- oder schraubenformige Leiter in das Septum hinein bis hin zu erregbarem Herzgewebe, wobei sich die Kappe dann gegen die Innenseite der unteren atriellen Wand preßt. Die Kappe kann aus Kohlenstoff, Platin oder Titannitrid bestehen.
Beispielhafte Ausführungsformen des Elektrodensystems nach der Erfindung werden nun im folgenden unter Bezugnahme auf begleitende Zeichnungen beschrieben, in denen FIG. 1 einen schematischen Querschnitt eines Herzens mit einem Elektrodensystem nach der Erfindung zeigt und FIGUREN 2-3 den zentralen Teil A in FIG. 1, vergrößert mit zwei verschiedenen Versionen des ventrikulären Teils des Elektrodensystems zeigen.
FIG.1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Herzens mit dem in das rechte Atrium 2 eingeführten Elektrodensystem gemäß der Erfindung.
Das Elektrodensystem weist eine atrielle Elektrode in Form einer aus Kohlenstoff, Platin oder Titannitrid hergestellten Kappe 4 auf, die in einem implantierten Elektrodensystem gegen die Innenseite des unteren Teils der Wand des Atriums 2 auf einer Seite der Herzklappe 6 drückt. Die atrielle Elektrode kann daher sowohl zum Abfühlen elektrischer Aktivitäten als auch zur Stimulation des Atriums verwendet werden.
Aus der Mitte der Kappe 4 tritt ein isolierter spiralförmiger oder schraubenförmiger Leiter 8 heraus. Der Anschlußteil 10 des spiralförmigen oder schraubenförmigen Leiters 8 weist keine Isolierung auf und bildet die ventrikuläre Elektrode. Der spiralförmige oder schraubenförmige Leiter 8 ist dazu vorgesehen, in das Septum 12 hineingeschraubt zu werden und der spiralförmige oder schraubenförmige Leiter 8 ist lang ge nug, dem Anschlußteil 10 dann zu ermöglichen, erregbares ventrikuläres Gewebe zu erreichen. Das Elektrodensystem wird einfach dadurch installiert, daß das Elektrodensystem um seine longitudinale Achse rotiert wird, so daß der spiralförmige oder schraubenförmige Leiter 8 in das Septum 12 hineinge schraubt wird.
FIG.3 zeigt eine alternative Version, in der eine isolierte Nadel 20 aus der Mitte der Kappe 4 heraustritt. Die Spitze 18 der Nadel 20 hat keine Isolation und bildet die ventrikuläre Elektrode. Wenn das Elektrodensystem implantiert wird, wird die Nadel 20 in das Septum 12 gestochen, so daß die Spitze 18 erregbares Gewebe erreicht.
Die Elektroden 4, 10 und 18 sind daher elektrisch voneinander isoliert und die ventrikulären Elektroden 10, 18 fühlen elektrische Aktivität ab und stimulieren Gewebe hoch oben in dem Ventrikel. Wie oben angegeben, haben Studien gezeigt, daß die Stimulation hoch oben im Septum vorteilhafter ist als die Stimulation im Apex, da die erste Stimulation enger den Bedingungen der natürlichen Stimulation ähnelt.
Alternativ kann die ventrikuläre Elektrode 10 in den obersten Teil der äußeren ventrikulären Wand eingeführt sein. Aus praktischen Gründen könnte diese Version, die in FIG. 1 gestrichelt dargestellt ist, in bestimmten Situationen bevorzugbar sein.
Die Drähte der Elektroden 4, 10, 18 zur Überführung von Signalen zu und von den Elektroden sind in einem einzigen Kabel 14 angeordnet, das zu dem Impulsgenerator und anderer elektronischer Ausrüstung in dem Herzschrittmacher führt. Die Ausführung des Elektrodensystems mit einem einzigen Kabel, sogar bei DDD-Herzschrittmachern, bietet nich: zuletzt bei der Implantation signifikante Vorteile, wie oben angegeben. Das Elektrodensystem kann dann leicht in das Atrium über die Vena cava eingeführt werden.
Das Elektrodensystem könnte möglicherweise auch eine atrielle indifferente Elektrode 16 in Form eines auf dem Kabel 14 angebrachten Metallringes aufweisen, vergleiche FIGUREN 2 und 3.

Claims

1. Ein endokardiales Elektrodensystem für Herzschrittmacher mit mindestens einer endokardialen ventrikulären, für die Plazierung in Kontakt mit Herzgewebe im Ventrikel vorgesehenen Elektrode (10, 18), um elektrische Aktivität abzufühlen und zu stimulieren, und die mit einem sich von einem distalen Endbereich eines Kabels (14) erstreckenden Leiter verbunden ist, um Signale von und zu der Elektrode zu überführen, wobei der Teil (8, 20) des Leiters am nächsten zu der endokardialen ventrikulären Elektrode (10, 18) ein isoliertes, sich in Richtung der longitudinalen Achse des endokardialen Elektrodensystems und dem distalen Kabelendteil vorstehendes Teil ist und das dieses vorstehende isolierte Leiterteil (8, 20) die Form einer Spirale, Schraube oder Nadel zum Hineinschrauben in den Teil oder Punktieren des Teils der atriellen, dem Septum (12) zugewandten Wand während der Implantation und anschließend in das Septum oder den obersten Teil der äußeren ventrikulären Wand aufweist.

2. Ein Elektrodensystem nach Anspruch 1 mit mindestens einer endokardialen atriellen Elektrode (4), vorgesehen für die Plazierung in Kontakt mit Herzgewebe innerhalb des Atriums (2) zum Abfühlen elektrischer Aktivität und Stimulation und verbunden mit einem Leiter zur Überführung von Signalen zu und von der Elektrode, wobei die Leiter zu den Elektroden (10, 18, 4) in einem und dem selben einzigen Kabel (14) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß vom Platz der atriellen Elektrode (4) der Leiter (8, 20) zu der ventrikulären Elektrode (10, 18) führt, wobei die atrielle Elektrode (4) dazu ausgebildet ist, im unteren Teil des Atriums (2) positioniert zu werden, wenn die ventrikuläre Elektrode (10, 18) hoch oben im Ventrikel angebracht worden ist.

3. Ein Elektrodensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Anschlußteil des nadel-, spiral- oder schraubenförmigen Leiters (8, 20) keine Isolation aufweist und die endokardiale ventrikuläre Elektrode (10, 18) bildet.

4. Ein Elektrodensystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die endokardiale atrielle Elektrode (4) als eine Kappe ausgebildet ist, von deren Mitte der nadel-, spiral- oder schraubenförmige Leiter (8, 20) zu der endokardialen ventrikulären Elektrode (10, 18) hervortritt.

5. Ein Elektrodensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe aus Kohlenstoff, Platin oder Titannitrid besteht.