DE69413441T2 - Mechanische Defibrillation - Google Patents
Mechanische DefibrillationInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft allgemein einen implantierbaren Herzdefibrillator. Spezieller betrifft sie einen Herzdefibrillator, wie er in dem Oberbegriff es Patentanspruchs 1 angegeben ist.
- Ein moderner automatischer, implantierbarer Defibrillator, wie z.B. in Gegenwärtige Probleme in der Kardiologie, Band XIV, Nr. 12, Dez. 1989, Chicago, Troup J.P. "Implantable Cardioverters and Defibrillators", Seite 699 folgende, besonders Fig. 14 und ihre Legende, beschrieben, enthält zusätzlich zu einer Defibrillationsfunktion eine Kardioversions- und Herzschrittmacherfähigkeit sowohl für Tachykardie als auch für Bradykardie und wird manchmal als ein AICD (automatic implantable cardioverter defibrillator) bezeichnet. Bei der AICD-Defibrillation wird ein Versuch unternommen, alle Herzzellen durch Anlegen eines starken elektrischen Feldes über dem Herzen zu veranlassen, gleichzeitig zu depolarisieren, d. h. das Herz wird elektrisch geschockt. Der elektrische Schock nimmt die Form elektrischer Impulse an, die manchmal in Mustern variierender räumlicher und zeitlicher Komplexität abgegeben werden.
- Depolarisation von Herzzellen durch mechanisches Berühren ist ebenfalls bekannt. Das Ergebnis ist ein mechanisch erzielter Herzschlag. Eine mögliche Erklärung dieses Phänomens ist, daß der mechanische Kontakt eine Leckage aus dem Ionenkanal der Zellen verursacht. Dadurch tritt eine Änderung der Ionenkonzentration innerhalb und außerhalb der Zellmembran auf, wodurch die Depolarisation und damit ein Herzschlag getriggert wird.
- Jedoch hat dieses Wissen keine Anwendung in der Technik des Defibrillierens gefunden, die sich mit der Ausnahme von Vorrichtungen zur Injektion fibrillationsbeendender Drogen in das Herz, z.B. EP-A-429141, ausschließlich auf die Defibrillation durch elektrische Schocks konzentriert hat.
- Aber beträchtliche elektrische Energie (etwa 5-40 J) sind für die Defibrillation erforderlich. Daher könnte dem Schock ausgesetztes Gewebe beschädigt werden. Z.B. aus diesem Grund versucht die Technik, die für die Defibrillation benötigte Energie zu reduzieren.
- Ein Verfahren zum mechanischen Erzielen diese Reduzierung ist in der US-A-4, 925, 443 beschrieben, die eine künstliche, implantierbare mechanische Unterstützungsfunktion für die ventrikuläre Kompression des Herzens betrifft. Jedoch wird jede für den Patienten notwendige Defibrillation elektrisch durchgeführt. Die mechanische Unterstützungsfunktion wird in Verbindung mit der Defibrillation nur dazu verwendet, das Herz zu komprimieren, so daß ein niedrigeres Niveau der elektrischen Energie verwendet werden kann.
- Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fibrillationszustand in dem Herzen durch Liefern eines nichtelektrischen Schocks anstatt eines elektrischen Schocks an das Herz zu beenden.
- Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hierbei führt die mechanische Energie in dem Defibrillationsschock zu einem oder mehreren mechanischen Schockwellen in dem Herzen, wodurch die Herzzellen einer simultanen Depolarisation unterworfen werden, was zu einer Defibrillation äquivalent ist.
- Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in den betreffenden abhängigen Patentansprüchen dargelegt.
- Die Erfindung wird nun detaillierter unter Bezug auf Ausführungsbeispiele in den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
- Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Defibrillationssystems gemäß der Erfindung ist;
- Fig. 2 illustrative Beispiele von Mustern der mechanischen Defibrillationsschocks zeigt;
- Fig. 3 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des elektromechanischen Energiewandlers mit einer damit assoziierten Elektrode ist;
- Fig. 4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des elektromechanischen Energiewandlers mit einer damit assoziierten Elektrode ist;
- Fig. 5 einen longitudinalen Querschnitt durch die Elektrode gemäß Fig. 4 zeigt.
- Bezugnehmend auf das Blockdiagramm in Fig. 1 wird darin ein Beispiel eines Defibrillators nach der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt ein Defibrillatorimplantat 1, dessen Gehäuse z.B. aus einer Titankapsel 3 bestehen kann. Das Implantat 1 enthält einen Detektionsblock 5, einen Herzschrittmacherblock 7, fähig zur Abgabe von Stimulationsimpulsen an das Herz sowohl bei Bradykardie als auch bei Tachykardie, einen Block für mechanische Defibrillation (einen Schockgenerator) 9, einen Block für elektrische Defibrillation 11, eine Steuereinheit 13, einen Diagnostikblock 15 und einen Telemetrieblock 17, wobei die verschiedenen Blöcke/Einheiten in dem Implantat 1 intern miteinander über einen Datenbus 19 kommunizieren.
- Das Implantat 1 kommuniziert mit der Außenwelt, d. h. einem Programmiergerät 21, über den Telemetrieblock 17, wobei die Kommunikation primär das Programmieren des Implantats 1 und die Übertragung diagnostischer Daten über z.B. verschiedene Typen von Ereignissen, Sensorsignale und EKG-Signale von dem Diagnostikblock 15 umfaßt.
- Das Implantat 1 ist mit einem Herzen 25 über ein System von Elektrodenleitern 23 verbunden, um sowohl Herzschrittmacherimpulse und Schockimpulse an das Herz abzugeben und den Zustand des Herzens anzeigende Signale davon zu empfangen. Beachte, daß Fig. 1 lediglich eine schematische Darstellung ist und den Zustand des Herzens anzeigende Signale auch Signale von Messungen physiologischer Variabler wie des partiellen Sauerstoffdrucks (pO&sub2;) im Blut von anderen Stellen im Körper enthalten.
- Wie oben beschrieben, enthält das Defibrillationsimplantat 1 zusätzlich zu dem mechanischen Defibrillationsblock 9, der unten detaillierter beschrieben wird, die in einem modernen Defibrillator (AICD) der eingangs beschriebenen Art enthaltenen Funktionen. Daher überwacht der Detektionsblock 5 die Kondition des Herzens in einer IEKG-Überwachungsvorrichtung 27 und in einer Sensorsignalüberwachungsvorrichtung 29, um normale Sinusrhythmen oder eine Behandlung erfordernde anormale Herzkonditionen, z.B. Bradykardie, hämodynamisch stabile/instabile Tachykardie und ventrikuläre Fibrillation zu detektieren.
- Daten von dem Detektionsblock 5 werden zu der Steuereinheit 13 gesendet, die auf der Basis dieser Daten die erforderliche Therapie wie z.B. tachykardiebeendende Stimulation anordnet und ein Kommandosignal an zumindest einen der Blöcke 7, 9, 11, d.h. an den Herzschrittmacherblock 7 bei der beispielhaften tachykardiebeendenden Stimulation sendet.
- Die bisher beschriebenen Teile und Funktionen des Defibrillationsimplantats 1 sind, wie oben angegeben, konventioneller Natur und werden nachfolgend nur in dem Maße erwähnt, wie sie den mechanischen Defibrillator/Kardioverter 9 (im nachfolgenden als der Defibrillator bezeichnet) betreffen, der nun beschrieben werden wird.
- Der Block 9 mit dem mechanischen Defibrillator besteht aus einer Zeitsteuereinheit 31 und einer Treibereinheit 33 für die mechanische Elektrode 50 (Fig. 3). Die Zeitsteuereinheit 31 fällt Entscheidungen über die von dem Defibrillator 9 abgegebenen Impulse, Impulssequenzen und kontinuierlicher Ausgangssignale. Die Treibeinheit 33 versorgt die mechanische Elektrode 50 mit ausreichender Energie, um die gewünschten mechanischen Defibrillationsschocks zu erzeugen.
- Beispiele solcher Schocks werden in Fig. 2 angegeben.
- Fig. 2a zeigt Beispiele verschiedener Morphologien für individuelle Impulse. Wie gestrichelt für die zusätzliche Rechteckwelle angegeben, können die Impulse, wenn erforderlich, wiederholt werden.
- Fig. 2b zeigt Beispiele von aus Impulsen der Art, wie sie in Fig. 2a gezeigt wurden, zusammengesetzter Impulszüge oder Impulssequenzen, Rechteck- und Dreiecksimpulsen in diesem Fall.
- Fig. 2c zeigt Beispiele verschiedener kontinuierlicher Signale, die bei der Defibrillation des Herzens abgegeben werden können.
- Die Treibereinheit 33 enthält einen elektromechanischen Energiewandler 40 der in Fig. 3 gezeigten Art. Der Energiewandler 40 hat eine elektromagnetische Spule 41, die eine bewegbare Stange 42 aus einem magnetischen Material, z.B. Weicheisen oder permanentmagnetischem Material umschließt. Jede Veränderung des durch die Spule 41 fließenden Stromes ändert das magnetische Feld der Spule und damit die Lage der Stange 42 in Relation zu der Spule 41.
- Der elektromagnetische Wandler 40 hängt funktionell eng mit einer Elektrode 50 zusammen, die als eine Verbindung zur Übertragung mechanischer Energie von dem Energiewandler 40 zu dem Herzen dient.
- Der äußere Teil der Elektrode 50 ist wie ein Bowdenkabel ausgebildet und sein Inneres besteht aus einem Draht 54. Der äußere Teil der Elektrode 50 besteht aus einer z.B. aus MP 35 hergestellten Wendel, die mit einer aus z.B. Silikongummi oder irgend einem anderen biokompatiblen Polymermaterial hergestellten, schützenden Hülle 53 versehen ist. Der Draht 54 kann sich zur Übertragung der mechanischen Energie in Relation zu dem Inneren der Wendel 52 bewegen.
- An dem distalen Ende der Elektrode 50 ist die Hülle 53 als ein elastischer, expandierbarer Balg 55 ausgebildet, der auch aus Silikongummi hergestellt sein kann. Der Balg 55 verhindert, daß während der Bewegungen des Drahtes 54 Blut in die Elektrode 50 eindringt. Auch Körperflüssigkeit wird daran gehindert, in die Elektrode 50 einzudringen, eine Dichtung 51 wird auch zwischen dem Defibrillatorimplantat 1 und der Elektrode 50 geschaffen, da die Elektrode auf Grund der Permeabilität der Hülle 53 nach der Implantation mit einer Flüssigkeit, hauptsächlich aus deionisiertem Wasser bestehend, gefüllt ist.
- Der Draht 54 ist an seinem proximalen Ende mit der Stange 42 und an seinem distalen Ende mit einem mechanischen Elektrodenkopf verbunden, der eine Druckverteilungsplatte 56 bildet, die gegen den Balg 55 drückt oder mit ihm verbunden ist.
- Die beschriebene Ausführung gemäß Fig. 3 erzielt mechanische Defibrillation des Herzens 25, wenn die Zeitsteuereinheit 31 der Treibereinheit 33 in Erwiderung auf ein Befehlssignal von der Steuereinheit 13 befiehlt, einen mechanischen Schock der in Fig. 2 dargestellten Art an das Herz abzugeben. Eine Stromveränderung durch die Spule 41 verursacht eine Bewegung der Stange 42, die über den Draht 54 übertragen wird und eine schlagähnliche Bewegung des Balges 55 verursacht, wodurch eine mechanische Aktion auf das Herz 25 ausgeübt wird.
- Die elektromechanische Umwandlung der Energie kann auf andere Weise als die hier beschriebene erreicht werden, z.B. durch die Verwendung des piezoelektrischen Effekts oder des elektro-/magnetostriktiven Effekts. Die Übertragung der Energie auf den Draht 54 kann auch auf andere Weise als mit der beschriebenen gradlinigen Bewegung erzielt werden, z.B. wenn der Draht 54 rotierbar um einen Lagerpunkt an einem Arm befestigt ist, auf den das bewegbare Teil in dem Energiewandler einwirkt.
- Die Elektrode 50 kann mit einer Vielzahl distaler Enden ausgebildet sein, die es dem Herzen ermöglichen, an einer Vielzahl verschiedener Stellen defibrilliert zu werden. Die Elektrode 50 könnte z.B. Y-fömig und der Draht 54 unterteilt und entsprechend ausgebildet sein.
- Bezugnehmend auf die Fig. 4, 5 wird ein alternatives Ausführungsbeispiel des elektromagnetischen Energiewandlers 40 und der Elektrode 50, die auch mit einer Vielzahl distaler Enden versehen sein kann, beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird in dem Energiewandler 40 Druck erzeugt, wenn ein piezolektrischer Kristall 43 in ihm über zwei Elektrodenanschlüsse 44 Energie erhält und diese in bekannter Weise in mechanische Energie umwandelt, wobei die mechanische Energie über eine elastische Membran 45 in einer Druckkammer 46 Druck erzeugt. Die Druckkammer 46, die aus einem gegen Druckdeformation resistentem Material hergestellt ist, wird mit einer als eine hydraulische Leitung oder ein hydraulischer Schlauch ausgebildete Elektrode 50 verbunden. Die Elektrode 50 hat ein äußeres Teil mit einer Hülle 53 und einer Wendel 52, wie in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben, jedoch mit dem Unterschied, daß die Wendel 52 als ein Kern der Hülle 53 eingebettet ist, wie in Fig. 5 dargestellt, so daß die Elektrode 50 einen größeren Widerstand gegen Druck zeigt. Im Inneren der Elektrode 50 befindet sich eine Flüs sigkeit 57, die hauptsächlich, wie vorher angegeben, aus deionisiertem Wasser besteht, das als ein Medium zur Übertragung des in der Druckkammer 46 erzeugten Drucks dient. Die Flüssigkeit, die die Elektrode nach der Implantation füllt (alle vorhandene Luft diffundiert in kurzer Zeit aus dem Schlauch heraus), ist mit einer oder einer Vielzahl ballonähnlicher Abschnitte 59 auf der Elektrode verbunden. Einer dieser beispielhaften Abschnitte wird an dem distalen Ende der Elektrode in Fig. 4 gezeigt.
- Die beschriebene Ausführung gemäß den Fig. 4, 5 erzielt, wie früher beschrieben, mechanische Defibrillation des Herzens 25, wenn die Zeitsteuereinheit 31 gemäß Befehlssignalen von der Steuereinheit 13 die Treibereinheit dazu veranlasst, einen mechanischen Schock der in Fig. 2 gezeigten Art an das Herz 25 abzugeben. Der Energiewandler 40 erzeugt einen Überdruck in der Druckkammer 46. Der erzeugt Druck wird über die Flüssigkeit 57 zu dem Ballon 59 übertragen, so daß dieser in einer schlagförmigen Weise expandiert und einen mechanischen Effekt auf das Herz 25 ausübt.
- Der in den Fig. 4, 5 beschriebene Energiewandler 40 ist, wie in Verbindung mit Fig. 3 angegeben, nur eine einer Vielzahl möglicher Wandler. Die Elektrodenanordnung kann variiert werden, sowohl in der Ausführung in Fig. 3 als auch der Ausführung in den Fig. 4, 5, so daß Elektroden z.B. an einer epikardialen Stelle appliziert werden können.
- Ein anderer Weg, den gewünschten Energiewandler 40 in den Fig. 4, 5 zu erzielen, basiert auf Elektrochemie und nützt zwei in der Flüssigkeit 57 anordenbare Elektroden aus. Wenn eine vorgegebene elektrische Ladung durch die Flüssigkeit hindurchgeht, dissoziiert die Flüssigkeit, wenn sie aus deionisiertem Wasser besteht, in Wasserstoff und Sauerstoff. Dieses Gasgemisch erzeugt, wenn es mit einem elektrischen Funken gezündet wird, eine Druckwelle in der Flüssigkeit. Die in der Flüssigkeit erzeugte Gasmenge hängt strikt von der Größe der angelegten Spannung ab, vorausgesetzt, die Flüssigkeit hat eine schlecht Leitfähigkeit, was für deionisiertes Wasser der Fall ist. Der auf diese Weise erzeugte Druckimpuls ist extrem kurz, bestimmt und wohldefiniert, was ihn für die Erzeugung von in Fig. 2 gezeigten Schockmustern geeignet macht.
- Ein anderer Weg, die gewünschte Energieumwandlung zu erzielen, erfordert die Ausnutzung der Blasenstrahltechnik, bekannt von Tintenstrahldruckern, die wie folgt zusammengefaßt werden kann: Die Tinte in dem Drucker enthält eine sehr kleine heizbare Platte, die sehr schnell durch einen Stromimpuls aufgeheizt werden kann (in Zeiträumen, die in us gemessen werden), was zu einer Blasenbildung an der Platte führt. Der durch die Blase verursachte Volumenanstieg wird von dem Drucker zum Ausstoßen eines Tintentropfen ausgenutzt. Die umgebende Tinte führt dazu, daß die erzeugte Gasblase gekühlt wird und schnell zusammenfällt. Neue Stromimpulse erzeugen neue Gasblasen mit einer manchmal 1 kHz überschreitenden Frequenz.
- Wenn die Blasenstrahltechnik in einem mechanischen Defibrillator mit einer flüssigkeitsgefüllten Elektrode 50 gemäß den Fig. 4, 5 ausgenutzt wird, kann die heizbare Platte entweder in der Elektrode 50 oder in der Treibereinheit 33 angeordnet werden. Wenn sie in der Elektrode 50 z.B. in dem Ballon 59 angeordnet wird, expandiert der Ballon 59, wenn ein Stromimpuls angelegt wird, der eine Gasentwicklung verursacht, und erzeugt einen mechanischen Defibrillationsimpuls entsprechend zu dem Druckanstieg (der Ballon fällt dann schnell zusammen). Wie vorab erwähnt, können diese Impulse wie in Fig. 2 gezeigt, aneinandergereiht werden.
- Wenn die heizbare Platte in der Treibereinheit 33 angeordnet wird, erfolgt eine Energietransformation dort und die Flüs sigkeit 57 in der Elektrode 50 dient nur als ein Transmissionsmedium für den(die) Impuls(e).
- Das Anordnen der anderen Energiewandler 40, wie sie in den Fig. 4, 5 dargestellt sind, ist auch eine Alternative.
- Der mechanische Energiewandler 40 kann auch erzielt werden, wenn die Elektrode 50 an ihrem distalen Äußeren mit einem piezoelektrischen Element versehen ist, das gegen Herzgewebe drückt und auf bekannte Weise die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. Dieses piezoelektrische Element kann z.B. aus einem Piezofilm oder einem keramischen Piezoelement bestehen. Die Elektroden 50 können sowohl für intrakardiale als auch für epikardiale Anordnung ausgebildet sein.
- Wie eingangs erwähnt, enthält das Implantat 1 zusätzlich zu dem mechanischen Defibrillator 9 auch andere elektrische AICD-Funktionen. Der mechanische Defibrillator 9 ist dafür ausgebildet, über die Steuereinheit 13 mit anderen AICD- Funktionen zusammenzuarbeiten und eine Therapie entsprechend den detektierten Herzkonditionen zu schaffen.
- 1. Defibrillatorimplantat
- 3. Titankapsel
- 5. Detektionsblock
- 7. Herzschrittmacherblock
- 9. Block für mechanische Defibrillation
- 11. Block für elektrische Defibrillation
- 13. Steuereinheit
- 15. Diagnistikblock
- 17. Telemetrieblock
- 19. Datenbus
- 21. Programmiergerät
- 23. Elektrodenleitersystem
- 25. Herz
- 27. IEKG-Überwachungsvorrichtung
- 29. Sensorsignalüberwachungsvorrichtung
- 31. Zeitsteuereinheit
- 33. Teibereinheit
- 40. Elektromechanischer Energiewandler
- 41. Elektromagnetische Spule
- 42. Stange
- 43. Piezoelektrischer Kristall
- 44. Elektrodenanschlüsse
- 45. elastische Membran
- 46. Druckkammer
- 50. Mechanische Elektrode
- 51. Dichtung
- 52. Wendel
- 53. Schutzhülse
- 54. Draht
- 55. Bälge
- 56. Druckverteilungsplatte
- 57. Übertragungsmedium, Flüssigkeit
- 59. Ballon
Claims (17)
1. Ein Herzdefibrillator (1) mit einem Elektrodensystem
(23) mit einer Abfühleinheit (5) zum Abfühlen des Zustandes
des Herzens (25) und zum Abgeben eines korrespondierenden,
den abgefühlten Zustand anzeigenden Signals, einer
Steuereinheit (13) zum Bestimmen des Zustandes des Herzens
(25) auf der Basis des den abgefühlten Zustand anzeigenden
Signals und zum Erzeugen eines Steuersignals, wenn ein
Fibrillationszustand abgefühlt wird, und einem
Schockgenerator (9) zur Abgabe von Energie im Zusammenwirken
mit dem Elektrodensystem (23) und abhängig von dem
Steuersignal in Form von mindestens einem
Defibrillationsschock an das Herz (25), dadurch
gekennzeichnet, daß die Energie des emittierten
Defibrillationsschocks mechanischer Art ist.
2. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodensystem
(23), das mit dem Schockimpulsgenerator (9) zusammenwirkt,
mindestens eine mechanische Elektrode (50) mit einem
angeschlossenen Elektrodenkopf (56; 59) hat.
3. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach Anspruch
1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schockimpulsgenerator (9) eine Zeitsteuereinheit (31) zur
Formung der Morphologie des mechanischen Schocks (Fig. 2) und
eine Treibereinheit (33) für den mechanischen
Defibrillationsschock enthält.
4. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach Anspruch
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teibereinheit
(33) einen elektromechanischen Energiewandler (40) enthält.
5. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach Anspruch
4, dadurch gekennzeichnet, daß der
elektromechanische Energiewandler (40) mindestens ein bewegbares, in
dem Gehäuse (3) des Defibrillators (1) anordenbares Teil (42)
hat, das eine stoßbewegungserzeugende Vorrichtung (41, 42)
aufweist.
6. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische
Elektrode (50) einen äußeren Teil (52, 53) und einen inneren
Teil (54) aufweist, wobei der innere Teil (54) in Relation
zum äußeren Teil (52, 53) bewegbar ist und an seinem
proximalen Ende mit dem bewegbaren Teil (42) in der
bewegungserzeugenden Vorrichtung (41, 42) verbunden und an
seinem distalen Ende mit dem Elektrodenkopf (56) verbunden
ist, so daß die erzeugte Stoßbewegung über den inneren Teil
(54) und den mit dem Herzen in Verbindung stehenden
Elektrodenkopf (56) als ein Defibrillationsschock an das Herz
(25) übertragen wird.
7. 6, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Teil
(52, 53) und der innere Teil (54) der Elektroden (50) aus
einer Wendel (52) und einer Hülle (53) beziehungsweise einem
Draht (54) besteht und der Elektrodenkopf (56) der Elektrode
(50) eine druckabgebende Platte (56) hat.
8. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach einem der
Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß die
stoßbewegungserzeugende Vorrichtung (41, 42) ihre
Stoßbewegung mit Hilfe eines elektromagnetischen, piezoelektrischen
oder elektro-/magnetostriktiven Generators erzielt.
9. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach Anspruch
4, dadurch gekennzeichnet, daß der
elektromagnetische Energiewandler (40) aus einer in dem
Gehäuse (3) des Defibrillators (1) anordenbaren
druckerzeugenden Vorrichtung (43, 45, 46) besteht.
10. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach Anspruch
9, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische
Elektrode (50) einen äußeren Teil (52, 53) und einen inneren
Teil (57) aufweist, wobei der innere Teil mit einem
druckübertragenden Medium (57), das an seinem proximalen Ende
mit der druckerzeugenden Vorrichtung (43, 45, 46) und an
seinem distalen Ende mit dem Elektrodenkopf (59) in Kontakt
ist, gefüllt ist, so daß der über den inneren Teil (57) und
den mit dem Herzen in Kontakt stehenden Elektrodenkopf (59)
erzeugte Druck als ein Defibrillationsschock an das Herz (25)
überführt wird.
11. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach Anspruch
10, dadurch gekennzeichnet, daß das
druckübertragende Medium (57) aus einer Flüssigkeit (57)
besteht und der Elektrodenkopf (59) aus mindestens einer
elastischen, expandierbaren Sektion (59) am distalen Ende der
Elektrode (50) besteht.
12. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach Anspruch
4, dadurch gekennzeichnet, daß der
elektromechanische Energiewandler (40) aus einer in der
Elektrode (50) im Bereich des Elektrodenkopfes plazierbaren
druckerzeugenden Vorrichtung (43, 45, 46) besteht.
13. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach einem der
Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, daß die
druckerzeugende Vorrichtung (43, 45, 46) ihren Druck mit
Hilfe eines piezoelektrischen, elektro-/magnetostriktiven,
elektromechanischen oder Blasenstrahl-Generators erzeugt.
14. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach Anspruch
4, dadurch gekennzeichnet, daß der
elektromechanische Energiewandler (40) zur Plazierung auf der
Außenseite der Elektrode (50) im Bereich des Elektrodenkopfes
ausgebildet ist.
15. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach Anspruch
14, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der
Außenseite der Elektrode (50) angeordnete elektromechanische
Energiewandler (40) aus piezoelektrischem Material besteht.
16. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Elektrodensystem (23) ausgebildet ist, um die
mechanische Energie an das Herz (25) an einer Vielzahl von
Stellen anzugeben.
17. Ein implantierbarer Herzdefibrillator (1) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Defibrillator (1) zusätzlich mindestens Einheiten für
elektrischen Stimulation (7) und elektrischen Schocks (11)
aufweist, wobei der mechanische Schockimpulsgenerator (13)
dann zum Zusammenwirken über die Steuereinheit (13) mit den
Einheiten zur Stimulation und elektrischen Schocks
ausgebildet ist.
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|---|---|---|---|---|
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| US6110098A (en) * | 1996-12-18 | 2000-08-29 | Medtronic, Inc. | System and method of mechanical treatment of cardiac fibrillation |
| US6390969B1 (en) | 1997-10-09 | 2002-05-21 | Orqis Medical Corporation | Implantable heart assist system and method of applying same |
| US6387037B1 (en) | 1997-10-09 | 2002-05-14 | Orqis Medical Corporation | Implantable heart assist system and method of applying same |
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| US6889082B2 (en) * | 1997-10-09 | 2005-05-03 | Orqis Medical Corporation | Implantable heart assist system and method of applying same |
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| SE9800520D0 (sv) * | 1998-02-23 | 1998-02-23 | Pacesetter Ab | Electrode for tissue stimulation |
| US6440082B1 (en) | 1999-09-30 | 2002-08-27 | Medtronic Physio-Control Manufacturing Corp. | Method and apparatus for using heart sounds to determine the presence of a pulse |
| US9248306B2 (en) | 1999-09-30 | 2016-02-02 | Physio-Control, Inc. | Pulse detection apparatus, software, and methods using patient physiological signals |
| US20040039419A1 (en) * | 1999-09-30 | 2004-02-26 | Stickney Ronald E. | Apparatus, software, and methods for cardiac pulse detection using a piezoelectric sensor |
| US20030109790A1 (en) * | 2001-12-06 | 2003-06-12 | Medtronic Physio-Control Manufacturing Corp. | Pulse detection method and apparatus using patient impedance |
| IL148299A (en) * | 2002-02-21 | 2014-04-30 | Technion Res & Dev Foundation | Ultrasonic to the heart |
| US20040039420A1 (en) * | 2002-08-26 | 2004-02-26 | Medtronic Physio-Control Manufacturing Corp. | Apparatus, software, and methods for cardiac pulse detection using accelerometer data |
| US20040116969A1 (en) | 2002-08-26 | 2004-06-17 | Owen James M. | Pulse detection using patient physiological signals |
| CA2442352A1 (en) * | 2002-09-26 | 2004-03-26 | Reg Macquarrie | Poly-(vinyl alcohol) based meat processing films |
| US7006864B2 (en) * | 2003-06-17 | 2006-02-28 | Ebr Systems, Inc. | Methods and systems for vibrational treatment of cardiac arrhythmias |
| EP1644078A4 (de) * | 2003-06-17 | 2008-10-01 | Ebr Systems Inc | Verfahren und systeme zur behandlung von herzinsuffizienz mit vibrationsenergie |
| DE10331694A1 (de) * | 2003-07-11 | 2005-02-10 | Karl Storz Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zum Fragmentieren von Substanzen |
| US7184830B2 (en) | 2003-08-18 | 2007-02-27 | Ebr Systems, Inc. | Methods and systems for treating arrhythmias using a combination of vibrational and electrical energy |
| US7050849B2 (en) * | 2003-11-06 | 2006-05-23 | Ebr Systems, Inc. | Vibrational therapy device used for resynchronization pacing in a treatment for heart failure |
| US20050131385A1 (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-16 | Bolling Steven F. | Cannulae for selectively enhancing blood flow |
| US7933661B2 (en) * | 2004-02-04 | 2011-04-26 | Medtronic, Inc. | Lead retention means |
| US7445592B2 (en) | 2004-06-10 | 2008-11-04 | Orqis Medical Corporation | Cannulae having reduced flow resistance |
| US7765001B2 (en) | 2005-08-31 | 2010-07-27 | Ebr Systems, Inc. | Methods and systems for heart failure prevention and treatments using ultrasound and leadless implantable devices |
| US7610092B2 (en) * | 2004-12-21 | 2009-10-27 | Ebr Systems, Inc. | Leadless tissue stimulation systems and methods |
| US20060009716A1 (en) * | 2004-07-08 | 2006-01-12 | Darling Steven G | Method and apparatus for preventing a heart attack when experiencing angina |
| US7558631B2 (en) * | 2004-12-21 | 2009-07-07 | Ebr Systems, Inc. | Leadless tissue stimulation systems and methods |
| EP1833553B1 (de) * | 2004-12-21 | 2015-11-18 | EBR Systems, Inc. | Implantierbare wandler |
| EP1714671A1 (de) * | 2005-04-20 | 2006-10-25 | Elovis GmbH | Defibrillierelektrode |
| US7702392B2 (en) | 2005-09-12 | 2010-04-20 | Ebr Systems, Inc. | Methods and apparatus for determining cardiac stimulation sites using hemodynamic data |
| US7962224B1 (en) * | 2007-02-05 | 2011-06-14 | Advanced Neuromodulation Systems, Inc. | Stimulation lead, stimulation system, and method for limiting MRI-induced current in a stimulation lead |
| US8512264B1 (en) | 2007-04-06 | 2013-08-20 | Wilson T. Asfora | Analgesic implant device and system |
| US8469908B2 (en) * | 2007-04-06 | 2013-06-25 | Wilson T. Asfora | Analgesic implant device and system |
| US7941225B2 (en) * | 2007-04-27 | 2011-05-10 | Medtronic, Inc. | Magnetostrictive electrical stimulation leads |
| US20080281390A1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Marshall Mark T | Magnetostrictive electrical stimulation leads |
| US7941226B2 (en) | 2007-04-27 | 2011-05-10 | Medtronic, Inc. | Magnetostrictive electrical stimulation leads |
| US8718773B2 (en) | 2007-05-23 | 2014-05-06 | Ebr Systems, Inc. | Optimizing energy transmission in a leadless tissue stimulation system |
| US20090005827A1 (en) * | 2007-06-26 | 2009-01-01 | David Weintraub | Wearable defibrillator |
| US20090062875A1 (en) * | 2007-08-30 | 2009-03-05 | Daniel Gelbart | Miniature defibrillator |
| US7953493B2 (en) | 2007-12-27 | 2011-05-31 | Ebr Systems, Inc. | Optimizing size of implantable medical devices by isolating the power source |
| WO2009120636A1 (en) | 2008-03-25 | 2009-10-01 | Ebr Systems, Inc. | Temporary electrode connection for wireless pacing systems |
| US20100016911A1 (en) | 2008-07-16 | 2010-01-21 | Ebr Systems, Inc. | Local Lead To Improve Energy Efficiency In Implantable Wireless Acoustic Stimulators |
| US12023488B2 (en) | 2020-08-17 | 2024-07-02 | Ebr Systems, Inc. | Implantable stimulation assemblies having tissue engagement mechanisms, and associated systems and methods |
| US12350497B2 (en) | 2022-02-10 | 2025-07-08 | Ebr Systems, Inc. | Tissue stimulation systems and methods, such as for pacing cardiac tissue |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US750735A (en) * | 1904-01-26 | Implement for mechanical vibratory treatment | ||
| US3587567A (en) * | 1968-12-20 | 1971-06-28 | Peter Paul Schiff | Mechanical ventricular assistance assembly |
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| US4265228A (en) * | 1978-09-14 | 1981-05-05 | Zoll Paul M | Mechanical pacemaker |
| US4621617A (en) * | 1981-06-29 | 1986-11-11 | Sharma Devendra N | Electro-magnetically controlled artificial heart device for compressing cardiac muscle |
| SE454942B (sv) * | 1986-05-22 | 1988-06-13 | Astra Tech Ab | Hjerthjelpanordning for inoperation i brosthalan |
| US5098369A (en) * | 1987-02-27 | 1992-03-24 | Vascor, Inc. | Biocompatible ventricular assist and arrhythmia control device including cardiac compression pad and compression assembly |
| US4925443A (en) * | 1987-02-27 | 1990-05-15 | Heilman Marlin S | Biocompatible ventricular assist and arrhythmia control device |
| IT1251509B (it) * | 1989-11-24 | 1995-05-16 | Leonardo Cammilli | Defibrillatore impiantabile con riconoscimento automatico della fibrillazione ventricolare, ad azione farmacologica |
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