DE69833361T2

DE69833361T2 - Medizinische elektrische Zuleitung

Info

Publication number: DE69833361T2
Application number: DE69833361T
Authority: DE
Inventors: Arnoldus Bakels; Nicolaas Lokhoff; Paulus Van Venrooij; Douglas White Bear Lake Hine
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2018-12-01
Also published as: EP0919254A3; EP0919254A2; DE69833361D1; EP0919254B1; US6070104A

Description

Diese Erfindung betrifft das Gebiet von in den Körper implantierbaren medizinischen Vorrichtungssystemen und insbesondere ein in den Körper implantierbares medizinisches Vorrichtungssystem, das eine medizinische elektrische Zuleitung aufweist, die speziell dazu ausgelegt ist, eine elektrische Mehrkammerstimulation oder -messung bereitzustellen.
Moderne elektrische therapeutische und diagnostische Vorrichtungen für das Herz, wie beispielsweise Schrittmacher, Kardioverter und Defibrillatoren, benötigen eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen der Vorrichtung und einem Bereich des Herzens. Typischerweise wird eine medizinische elektrische "Zuleitung" für die gewünschte elektrische Verbindung verwendet.
Ein Typ einer weit verbreitet verwendeten implantierbaren Zuleitung ist eine transvenöse Zuleitung. Transvenöse Zuleitungen werden durch das Venensystem hindurch positioniert, um sie an ihrem distalen Ende am Herzen zu befestigen oder elektrisch damit zu verbinden. Sie sind an ihrem proximalen Ende typischerweise mit einem implantierbaren Impulsgenerator verbunden. Diese Zuleitungen nahmen normalerweise die Form eines langen, im wesentlichen geraden, flexiblen, isolierten Leiters an. Zu den vielen Vorteilen einer transvenösen Zuleitung gehört, dass sie einen elektrischen Kontakt mit dem Herzen zulässt, ohne dass das Herz selbst physikalisch freigelegt wird, so dass eine größere Thoraxchirurgie nicht erforderlich ist.
Die spezifische Konstruktion einer verwendeten transvenösen Zuleitung ändert sich häufig abhängig von dem Bereich des Herzens, mit dem sie zu verbinden ist. Beispielsweise ist in dem US-Patent 4 402 330 von Lindemans eine in den Körper implantierbare Zuleitung offenbart, wobei der Zuleitungskörper eine J-Krümmung aufweist und die distale Elektrode eine permanente Biegung aufweist. Auf diese Weise ist die Zuleitung konfiguriert, um eine elektrische Verbindung mit dem rechten Atrium herzustellen.
Wenngleich herausgefunden wurde, dass eine solche Zuleitung annehmbar ist, um eine elektrische Verbindung mit dem rechten Atrium herzustellen und dieses dadurch zu stimulieren, besteht ein Bedarf an einer transvenösen medizinischen elektrischen Zuleitung, die eine elektrische Verbindung mit dem linken Atrium bereitstellen kann. Natürlich kann gegenwärtig mit einer Zuleitung für eine chronische Implantation infolge der Richtung des Blutflusses und der gegenwärtigen Materialbeschränkungen kein transvenöser Zugang zum linken Atrium hergestellt werden. Genau gesagt, fließt Blut durch die rechte Seite des Herzens (Atrium und Ventrikel), durch die Lungen, durch die linke Seite des Herzens (Atrium und Ventrikel) und dann durch den Rest des Körpers, einschließlich des Gehirns, bevor es wieder zur rechten Seite des Herzens zurückkehrt. Implantierte Objekte bewirken jedoch häufig die Bildung kleinerer Blutgerinnsel und Thrombi im Blut. Diese können sich gelegentlich ablösen und in den Blutstrom abgegeben werden. Weil das Blut direkt vom linken Atrium und Ventrikel zum Gehirn zirkuliert, könnten Gerinnsel, selbst wenn sie klein sind, ernste Konsequenzen, wie einen Hirnschlag, haben, wenn sie das Gehirn erreichen. Dagegen laufen von einem in die rechte Seite des Herzens implantierten Objekt abgegebene Gerinnsel einfach zu den Lungen, wo sie sich ohne ein ernstes Risiko anlagern würden. Demgemäß können chronische transvenöse Zuleitungen gegenwärtig nicht sicher innerhalb der linken Seite des Herzens implantiert werden.
Trotz der Schwierigkeiten bleibt ein hoher Bedarf daran bestehen, die linke Seite des Herzens elektrisch stimulieren zu können oder in dieser elektrisch messen zu können oder beides auszuführen. Der offensichtlichste Grund besteht darin, dass die linke Seite des Herzens für den größten Teil des hämodynamischen Ausstoßes des Herzens verantwortlich ist. Beispielsweise hat der linke Ventrikel eine größere Wanddicke als die rechte Seite (10 – 20 mm, verglichen mit 1 – 5 mm). Dies ist natürlich angesichts der Tatsache, dass die linke Seite des Herzens Blut durch den ganzen Körper pumpen muss, während die rechte Seite Blut nur durch die Lungen pumpt, vernünftig.
Weil die linke Seite für den hämodynamischen Ausstoß wichtiger ist, ist es nicht überraschend, dass verschiedene Pathologien besser durch Stimulation auf der linken Seite des Herzens behandelt werden können. Beispielsweise wurde gezeigt, dass bei Patienten mit einer dilatierten Kardiomyopathie eine elektrische Stimulation sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite des Herzens von erheblicher Wichtigkeit ist, um das Wohlbefinden des Patienten zu verbessern und Herzfehlern entgegenzuwirken. Es sei beispielsweise auf Cazeau u.a. "Four Chamber Pacing in Dilated Cardiomyopathy", PACE, November 1994, S. 1974 – 79 verwiesen. Es sei auch auf Brecker und Fontainem, St. u.a. "Effects Of Dual Chamber Pacing With Short Atrioventricular Delay In Dilated Cardiomyopathy", Lancet, November 1992, Band 340, S. 1308 – 1312, Xiao H.B. u.a. "Effect Of Left Bundle Branch Block On Diastolic Function In Dilated Cardiomyopathy", Br. Heart J 1991, 66(6), S. 443 – 447 und Fontaine G. u.a. "Electrophysiology Of Pseudofunction", Cl. Meere (Herausgeber), Cardiac pacing, state of the art, 1979, Pacesymp, 1979, Montreal, verwiesen.
Wenn die linke Seite elektrisch stimuliert oder ausgemessen werden muss, muss das rechte Atrium häufig auch elektrisch stimuliert oder ausgemessen werden. Gegenwärtig wird eine solche Mehrkammerstimulation unter Verwendung von zwei getrennten Zuleitungen erreicht, wobei eine für das rechte Atrium vorgesehen ist und eine für das linke Atrium vorgesehen ist. Ein solches System mit mehreren Zuleitungen zur Therapie der linken und der rechten Seite weist jedoch mehrere Nachteile auf.
Erstens können die beiden getrennten Zuleitungskörper aneinander reiben, was im Laufe der Zeit zu einem Bruch im Isoliermantel und zu einem Ausfall der Zuleitung führt. Weil zwei Zuleitungen erforderlich sind, sind die Kosten des Gesamtsystems zweitens entsprechend höher. Zusätzlich ist auch die Implantationszeit länger als wenn eine Zuleitung verwendet werden könnte, weil zwei Zuleitungen implantiert werden müssen. Überdies weisen die zwei Zuleitungen eine größere Blut ausgesetzte Oberfläche auf als ein System mit einer einzigen Zuleitung. Wenngleich gegenwärtige Zuleitungsoberflächen sehr erfolgreich sind, ist es dennoch ein Ziel aller Zuleitungsentwürfe, die dem Blut ausgesetzte Oberfläche der Zuleitung zu minimieren, um dadurch die Möglichkeit nachteiliger Reaktionen zwischen Blut und der Vorrichtung, beispielsweise die Bildung von Thrombi, zu verringern.
Abgesehen von den einem System mit mehreren Zuleitungen inhärenten Problemen, gibt es noch weitere Schwierigkeiten bei der Implantation und Fixierung einer Zuleitung innerhalb des Koronarsinus. Anders als in einer Herzkammer, in der die fibrotische Gewebereaktion zum Unterstützen der Zuleitungsfixierung verwendet wird, kann innerhalb des Koronarsinus nicht erwartet werden, dass eine solche fibrotische Reaktion auftritt. Daher steht keine fibrotische Gewebereaktion zur Verfügung, um die Zuleitungsfixierung zu unterstützen. Weiterhin neigt der Blutfluss durch den Koronarsinus dazu, jegliche darin implantierte Zuleitungen herauszuspülen. Schließlich bietet der Koronarsinus auch die einzigartige Herausforderung, dass jede Zuleitung ohne die Unterstützung von Trabekeln fixiert werden muss, wobei diese Strukturen im rechten Atrium und Ventrikel zum Aufrechterhalten der Zuleitungsposition verwendet werden.
In der EP 0606688 A2 ist eine intravenöse Herzzuleitung zur Verwendung mit einer unterhalb der Haut eines Patienten implantierbaren Herzvorrichtung beschrieben.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, eine medizinische elektrische Zuleitung bereitzustellen, die verwendet werden kann, um einen elektrischen Zugang sowohl zum rechten Atrium als auch zu einer oder beiden linken Kammern des Herzens zu erhalten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine solche medizinische elektrische Zuleitung bereitzustellen, die verwendet werden kann, um einen elektrischen Zugang sowohl zum rechten Atrium als auch zu einer oder beiden der linken Kammern des Herzens zu erhalten und zuverlässig innerhalb des Koronarsinus fixiert werden kann.
Diese und andere Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gelöst, die eine medizinische elektrische Zuleitung bereitstellt mit: Mitteln zum elektrischen Verbinden mit einem Impulsgenerator, einem Zuleitungskörper, der mit den Mitteln zum elektrischen Verbinden verbunden ist, wobei der Zuleitungskörper ein erstes distales Ende, ein zweites proximales Ende und einen Leiter, der durch einen Isoliermantel isoliert ist, aufweist, einer ersten Elektrode, die entlang dem Zuleitungskörper positioniert ist, einer zweiten Elektrode, die entlang dem Zuleitungskörper und proximal zur ersten Elektrode positioniert ist, und Mitteln, die dafür eingerichtet sind, bei der Verwendung gleichzeitig die erste Elektrode in Kontakt mit der Wand des Koronarsinus und die zweite Elektrode in Kontakt mit der Wand des rechten Atriums zu bringen, wobei die Mittel einen ersten und einen zweiten Abschnitt des Zuleitungskörpers aufweisen, wobei sich der erste Abschnitt zwischen dem distalen Ende der Zuleitung und der ersten Elektrode über eine Strecke zwischen 1 und 5 cm erstreckt und sich der zweite Abschnitt zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode über eine Strecke zwischen 2 und 8 cm erstreckt, wobei der zweite Abschnitt weniger flexibel ist als der erste Abschnitt und die Zuleitung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie weiter eine Zinke aufweist, die am Zuleitungskörper proximal zur zweiten Elektrode positioniert ist, wobei ein Zinken-Zuleitungskörperabschnitt zwischen der Zinke und der zweiten Elektrode definiert ist.
Die Erfindung kann des weiteren folgendes umfassen: einen Zuleitungskörper, wobei der Zuleitungskörper ein stumpfes sich verengendes distales Ende aufweist, eine erste Elektrode, die proximal zu dem stumpfen sich verengenden distalen Ende positioniert ist, einen distalen Zuleitungskörperabschnitt, der dazwischen definiert ist, wobei der distale Abschnitt des Zuleitungskörpers über eine Strecke zwischen etwa 1 und 5 cm zwischen der stumpfen distalen Spitze und der ersten Elektrode verläuft, eine zweite Elektrode, die proximal zu der ersten Elektrode positioniert ist, wobei ein mittlerer Zuleitungskörperabschnitt dazwischen definiert ist, der mittlere Zuleitungskörperabschnitt über eine Strecke zwischen etwa 0,5 und 4 cm zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode verläuft, und eine Zinke, die an dem Zuleitungskörper proximal zu der zweiten Elektrode positioniert ist, wobei ein Zinken-Zuleitungskörperabschnitt zwischen der Zinke und der zweiten Elektrode definiert ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung eine transvenöse Zuleitung auf, die speziell für eine elektrische Mehrkammerstimulation oder -messung ausgelegt ist. Gemäß einer ersten Ausführungsform weist die Zuleitung eine oder mehrere Elektroden zur Kommunikation mit dem rechten Atrium sowie eine oder mehrere Elektroden zur Kommunikation mit einer oder beiden linken Kammern der Herzens auf. Die Zuleitung weist weiter Strukturen auf, um die erste Elektrode gleichzeitig in Kontakt mit einer ersten Kammer zu bringen, so dass die Wand des rechten Atriums und die zweite Elektrode in Kontakt mit einem bestimmten Abschnitt der Wand des Koronarsinus gebracht werden, um elektrischen Zugang zum linken Atrium oder Ventrikel zu erhalten. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform weist der Zuleitungskörper entlang seinem Stück zwischen jeder der Elektroden veränderliche Biegungs- oder Steifigkeitseigenschaften auf. Die Relation zwischen den veränderlichen Biegungs- oder Steifigkeitseigenschaften entlang dem Zuleitungskörper sowie den verschiedenen linearen Anordnungen der Elektroden entlang dem Zuleitungskörper bewirkt, dass die erste Elektrode gleichzeitig in Kontakt mit einem ersten gewünschten Abschnitt des Herzens in der Art der Wand des rechten Atriums gebracht wird und die zweite Elektrode in Kontakt mit einem zweiten gewünschten Abschnitt des Herzens in der Art eines Abschnitts der Wand des Koronarsinus gebracht wird. Gemäß einer ersten Ausführungsform erstreckt sich der distale Abschnitt des Zuleitungskörpers über eine Strecke zwischen etwa 1 und 5 cm zwischen der am weitesten distalen Spitze des Zuleitungskörpers und einer Elektrode, wobei 3 cm bevorzugt sind, und dieser Abschnitt hat die größte Flexibilität unter den restlichen linearen Abschnitten des Zuleitungskörpers. Ein mittlerer Zuleitungskörperabschnitt gemäß dieser Ausführungsform erstreckt sich über eine Strecke zwischen etwa 0,5 und 4 cm von der ersten Elektrode zu einer zweiten Elektrode, wobei 1,5 cm bevorzugt sind, und dieser Abschnitt hat die größte Flexibilität unter den anderen restlichen linearen Abschnitten des Zuleitungskörpers (d.h. er ist weniger flexibel als der distale Abschnitt).
Als nächstes weist ein weiterer Abschnitt der Zuleitung eine Zinke mit einer Elektrode auf, wobei dieser Abschnitt in einem Abstand zwischen etwa 2 und 8 cm von der zweiten Elektrode positioniert ist, wobei 5 cm bevorzugt sind. Dieser Abschnitt hat die geringste Flexibilität unter den Abschnitten des Zuleitungskörpers. Diese verringerte Flexibilität bewirkt ein Einkeilen der verschiedenen Elektroden oder führt dazu, dass die verschiedenen Elektroden in gleichzeitigen Kontakt mit der Wand des rechten Atriums und der Wand des Koronarsinus gebracht werden.
Bevorzugte Ausführungsformen werden nun lediglich als Beispiel mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer als in ein Herz implantiert dargestellten Zuleitung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Zuleitung.
3 ist eine Schnittansicht der in 2 dargestellten Zuleitung entlang den Linien 3 – 3.
4 ist eine Schnittansicht der in 2 dargestellten Zuleitung entlang den Linien 4 – 4.
5 ist eine Schnittansicht der in 2 dargestellten Zuleitung entlang den Linien 5 – 5.
6 ist eine Schnittansicht der in 2 dargestellten Zuleitung entlang den Linien 6 – 6.
Die 7A und 7B zeigen die verschiedenen Bereiche innerhalb des Herzens, in denen eine mit verschiedenen Abmessungen aufgebaute Zuleitung implantiert werden kann.
8 stellt eine Zuleitung dar, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist,
9 stellt eine in ein Herz implantiert dargestellte Zuleitung dar, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
10 ist eine Seitenansicht der in 9 dargestellten Zuleitung.
Es sei bemerkt, dass die Zeichnungsteile nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine einzelne Zuleitung, die bereitgestellt werden kann, um das rechte Atrium sowie eine Kammer oder Kammern der linken Seite des Herzens durch den Koronarsinus zu stimulieren oder auszumessen oder beides vorzunehmen. Wie wohlbekannt ist, war es bisher sehr schwierig, Zuleitungen zuverlässig innerhalb des Koronarsinus zu implantieren. Beispielsweise weist ein typischer Koronarsinus an seinem größten Durchmesser (in der Nähe des Ausgangs zum rechten Atrium) 10 Millimeter auf und verschmälert sich, bis er einen Durchmesser zwischen etwa 2 und 3 Millimetern aufweist und in die große Herzvene übergeht. Demgemäß könnte erwartet werden, dass alle Zuleitungen, die höhere Größen aufweisen, den Blutfluss durch den Koronarsinus in schädlicher Weise verringern, wenn nicht vollständig unterbrechen. Die Fixierung einer Zuleitung innerhalb des Koronarsinus wird weiter durch die Tatsache kompliziert, dass anders als in einer Herzkammer, in der die fibrotische Gewebereaktion verwendet wird, um die Zuleitungsfixierung zu unterstützen, in der Vene keine solche fibrotische Reaktion erwartet werden kann. Auf diese Weise ist keine fibrotische Gewebereaktion verfügbar, um die Zuleitungsfixierung zu unterstützen. Demgemäß weist die vorliegende Erfindung eine Zuleitung auf, die speziell auf diese Umgebung zugeschnitten ist, so dass diese einzelne Zuleitung sowohl das rechte Atrium als auch eine Kammer oder Kammern der linken Seite des Herzens durch den Koronarsinus stimulieren oder ausmessen kann oder beides vornehmen kann.
1 ist eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche eine solche innerhalb eines Herzens angeordnete Zuleitung aufweist. Wie in dieser Ausführungsform dargestellt ist, ist der Impulsgenerator 1 mit einer Zuleitung 100 gekoppelt. Der Impulsgenerator kann ein beliebiges Modell sein, das in der Lage ist, drei oder mehr Kammern des Herzens auszumessen und zu stimulieren. Die Zuleitung 100 weist eine Elektrode 101 auf, die exzentrisch entlang der Zuleitung angeordnet ist, wobei sie an dem distalen Ende einer Zinke 102 angeordnet ist. Wie weiter dargestellt ist, kann gemäß dieser Ausführungsform die Zuleitung 100 eine oder mehrere entlang dem Zuleitungskörper angeordnete Ringelektroden aufweisen. In der erläuterten Ausführungsform sind drei Ringelektroden 103, 104 und 105 dargestellt. Diese Ausführungsform weist des weiteren eine geformte Nase 110 auf, die sich über die am weitesten distale Elektrode hinaus erstreckt, so dass die Manövrierbarkeit innerhalb der gewundenen Herzvenen verbessert ist. Schließlich sieht die vorliegende Erfindung des weiteren einen Zuleitungskörper mit veränderlichen Biegungs- oder Steifigkeitseigenschaften entlang seiner Erstreckung zwischen den jeweiligen Elektrodenstrukturen vor. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, ermöglichen die Relation der veränderlichen Biegungs- oder Steifigkeitseigenschaften entlang dem Zuleitungskörper sowie die verschiedenen linearen Anordnungen der Elektroden entlang dem Zuleitungskörper, dass die Zuleitung gemäß der vorliegenden Erfindung das rechte Atrium, das linke Atrium, den linken Ventrikel oder jede beliebige Kombination davon zuverlässig stimuliert oder ausmisst oder beides ausführt. Insbesondere bewirken diese Parameter effektiv, dass die Elektroden zwischen der Wand des rechten Atriums und dem Koronarsinus eingekeilt werden. Dieses Einkeilen gewährleistet, dass zwischen den Elektroden und der Herzwand ein ausgezeichneter Kontakt aufrechterhalten wird, während auch gewährleistet wird, dass die Zuleitung in der Position bleibt, an der sie angeordnet wurde.
2 ist eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Zuleitung 100, und sie zeigt am besten die Anordnung der abgestumpften, sich verengenden Nase 110 in Bezug auf Elektroden. Wie dargestellt ist, besteht die Zuleitung 100 aus einem mehrere Lumen aufweisenden Zuleitungskörper 110, der vorzugsweise aus einem biokompatiblen Polymer, wie Silikon, aufgebaut ist. Wie auch in dieser Ansicht dargestellt ist, ist die Elektrode 105 so angeordnet, dass sie in dieser Umgebung einen größeren Durchmesser als der Zuleitungskörper aufweist. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform hat die Elektrode 105 einen Durchmesser zwischen etwa 1,5 und 3,5 mm, wobei 2,5 mm bevorzugt sind, wobei der Durchmesser so ausgewählt ist, dass er um mindestens 1 mm größer ist als der Zuleitungskörper und vorzugsweise etwa 2 mm größer ist als der Rest des Zuleitungskörpers. Ein solcher größerer Durchmesser ist wichtig, weil die Elektrode 105 als eine Kathode wirkt und demgemäß einen sicheren Kontakt mit der Wand erreichen muss, damit annehmbare Schwellenwerte und Stimulationsimpedanzen erzielt werden. Diese Ansicht zeigt außerdem die Beziehung zwischen den Abschnitten des Zuleitungskörpers, die veränderliche Biegungs- oder Steifigkeitseigenschaften aufweisen, im Vergleich zu anderen Abschnitten des Zuleitungskörpers, und die verschiedenen linearen Anordnungen der Elektroden entlang dem Zuleitungskörper.
Wie ersichtlich ist, erstreckt sich der distale Abschnitt des Zuleitungskörpers 200 von der am weitesten distalen Spitze 911 des Zuleitungskörpers und der Elektrode 105 über eine Strecke zwischen etwa 1 und 5 cm, wobei 3 cm bevorzugt sind, und dieser Abschnitt hat die größte Flexibilität unter den restlichen linearen Abschnitten des Zuleitungskörpers. Wie ersichtlich ist, wird diese Flexibilität durch die Kombination des zentral positionierten gewickelten Leiters, der Dicke des Isoliermantels sowie der Verengung des Mantels in diesem Bereich erzielt. Natürlich kann die Flexibilität auch auf viele andere auf dem Fachgebiet wohlbekannte Arten bereitgestellt und eingestellt werden, wobei dies die Verwendung verschiedener Materialien sowie die Auslegung der verschiedenen Komponenten einschließt, wobei beispielsweise die Geometrie des Leiters oder der Wicklung oder die Isolationsdicke geändert wird oder sogar ein getrenntes Versteifungselement hinzugefügt oder fortgelassen wird. Das genaue Mittel, durch das ein solches Ergebnis er reicht wird, ist für die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung nicht entscheidend.
Als nächstes sei bemerkt, dass sich der mittlere Zuleitungskörperabschnitt 201 von der Elektrode 105 zur Elektrode 104 erstreckt. Dieser Abschnitt hat die größte Flexibilität unter den anderen restlichen linearen Abschnitten des Zuleitungskörpers (d.h. er ist weniger flexibel als der distale Abschnitt 200). Wie oben ist die Flexibilität der Zuleitung in diesem Abschnitt durch die Dicke des Isoliermantels als der gewickelte Leiter eingerichtet. Insbesondere weist dieser Abschnitt vorzugsweise ein Stück des Isoliermantels mit einer größeren Dicke und demgemäß Steifigkeit als der Abschnitt 200 auf. Natürlich kann, wie in dem vorstehend beschriebenen Abschnitt, die Flexibilität auch auf viele andere im Stand der Technik bekannte Arten bereitgestellt und eingestellt werden, wobei dies die Verwendung verschiedener Materialien sowie die Auslegung der verschiedenen Bestandteile einschließt.
Als nächstes sei bemerkt, dass der Zinkenabschnitt 202 eine Zinke 102 aufweist. Die Zinke 102 befindet sich in einem Abstand zwischen etwa 2 und 8 cm von der Elektrode 104, wobei ein Abstand von 5 cm bevorzugt ist. Der Zinkenabschnitt 202 weist des weiteren eine Spanne des Zuleitungskörpers von der Basis der Zinke 102 zur Elektrode 103 auf, die über einen Abstand zwischen etwa 0,1 und 2 cm verläuft, wobei 0,5 cm bevorzugt sind. Die Zinke 102 selbst weist etwa 1 bis 15 mm auf, wobei 5 mm bevorzugt sind. Der Zinkenabschnitt 202 weist die geringste Flexibilität unter den Abschnitten des Zuleitungskörpers auf. Insbesondere weist dieser Abschnitt vorzugsweise ein Stück des Isoliermantels sowie ein Paar Seite an Seite angeordneter gewickelter Leiter auf, die in Kombination weniger flexibel sind als alle anderen Abschnitte des Zuleitungskörpers. Natürlich kann ebenso wie bei dem vorstehend beschriebenen Abschnitt die Flexibilität auch auf viele andere im Stand der Technik wohlbekannte Arten bereitgestellt und eingestellt werden, wobei dies die Verwendung verschiedener Materialien sowie die Auslegung der verschiedenen Bestandteile, einschließlich der Auslegung der Leiter, sowie die relativen Positionen der Leiter innerhalb des Zuleitungskörpers einschließt.
Schließlich erstreckt sich der proximale Abschnitt 203 von der Elektrode 103 über einen Abstand zwischen etwa 45 bis 110 cm bis zur Anschlussstiftanordnung, wobei 65 cm bevorzugt sind. Der Abschnitt 203 hat eine Steifigkeit, die gleich derjenigen des Abschnitts 202 oder kleiner als diese ist. Wie oben kann die Flexibilität auch auf viele andere im Stand der Technik wohlbekannte Arten bereitgestellt und eingestellt werden, wobei dies die Verwendung verschiedener Materialien sowie die Auslegung der verschiedenen Bestandteile einschließt.
Es sei bemerkt, dass die für jeden Abschnitt oder für jeden Bestandteil der Zuleitung ausgewählten jeweiligen Abmessungen für die wirksame Funktionsweise der vorliegenden Erfindung entscheidend und wesentlich sind.
3 ist eine Schnittansicht der in 2 dargestellten Zuleitung entlang einer Linie 3 – 3. In diesem Abschnitt proximal zu der Elektrode 103 trägt der Zuleitungskörper vier Leiter 112, 113, 114, 115, die jeweils in einem entsprechenden Lumen innerhalb des Zuleitungskörpers untergebracht sind. Die Leiter bestehen vorzugsweise aus einem biokompatiblen Leiter, wie MP35N. Der mit der Elektrode 103 verbundene Leiter 114 wirkt vorzugsweise als die Anode in Bezug auf die Elektrode 101 und ist ein ganzer Ring aus einer polierten Platiniridiumlegierung mit einer Oberfläche von 36 mm².
4 ist eine Schnittansicht der in 2 dargestellten Zuleitung entlang einer Linie 4 – 4. In diesem Abschnitt sind in nur drei der vier Lumen Leiter 112, 113 und 115 untergebracht. Wie am besten in 4 ersichtlich ist, ist der Leiter 115 mit der Elektrode 101 verbunden, die an der Spitze der Zinke 102 positioniert ist. Die Elektrode 101 kann einen beliebigen geeigneten Aufbau aufweisen, und sie ist vorzugsweise unter Verwendung eines im Stand der Technik wohlbekannten platinierten porösen Materials, wie eines platinierten, kugelförmigen, gesinterten Platinpulvers, aufgebaut und hat eine Oberfläche zwischen etwa 1,2 und 8,0 mm², wobei 5,8 mm² bevorzugt sind.
5 ist eine Schnittansicht der in 2 dargestellten Zuleitung entlang einer Linie 5 – 5. In diesem Abschnitt sind nur in zwei der drei Lumen Leiter 112 und 113 untergebracht.
6 ist eine Schnittansicht der in 2 dargestellten Zuleitung entlang einer Linie 6 – 6. Weil der Leiter 114 mit der Elektrode 103 verbunden ist, der Leiter 115 mit der Elektrode 101 verbunden ist und der Leiter 113 mit der Elektrode 104 verbunden ist, verbleibt in diesem Abschnitt nur ein einziger Leiter 112, und der Zuleitungskörper ist entlang diesem Abschnitt daher als ein Einzel lumen aufgebaut. Auf 2 zurückverweisend sei bemerkt, dass dieses Einzellumen jedoch, wie dargestellt, über einen Abstand distal über die Elektrode 105 hinaus und in eine sich verengende Nase 110 des Zuleitungskörpers verläuft.
Die 7A und 7B zeigen die verschiedenen Bereiche innerhalb des Herzens, in denen eine mit verschiedenen Abmessungen versehene Zuleitung implantiert werden kann. Wie dargestellt ist, ist die vorliegende Erfindung zur Verwendung mit einer Mehrkammerstimulation oder -messung kompatibel. In 7A liegt der Abstand zwischen der Elektrode 103 (und natürlich der Zinke 102) und der Elektrode 104 beim größeren Wert seines gegebenen Bereichs, wodurch ermöglicht wird, dass ein Kontakt zwischen dem linken Atrium und dem rechten Atrium hergestellt wird. Überdies wird der elektrische Kontakt mit dem Gewebe durch die Steifigkeit des Zuleitungskörpers zwischen diesen Elektroden sowie der Zinke gewährleistet. Hierdurch wird wiederum auch eine gute elektrische Funktionsweise des Gesamtsystems gewährleistet. In 7B liegt der Abstand zwischen der Elektrode 103 (und natürlich der Zinke 102) und der Elektrode 104 beim kleineren Wert seines gegebenen Bereichs. Zusätzlich ist die gesamte Zuleitung weiter innerhalb des Koronarsinus implantiert und so orientiert, dass die Zinke in die mittlere Herzvene eingeführt ist. Schließlich ermöglicht dies das Erreichen einer elektrischen Stimulation und Messung für das linke Atrium und den linken Ventrikel.
8 zeigt eine Zuleitung, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Insbesondere gleicht diese Ausführungsform im Wesentlichen der in den 1 – 6 dargestellten, wobei jedoch eine Ringelektrode 101' an Stelle der Elektrode 101 an der Zinke gemäß der vorstehenden Ausführungsform bereitgestellt ist. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich der distale Abschnitt des Zuleitungskörpers 200 über einen Abstand 300' zwischen der am weitesten distalen Spitze des Zuleitungskörpers und der Elektrode 105, wobei dieser Abstand zwischen etwa 1 und 5 cm liegt, wobei 3 cm bevorzugt sind, und dieser Abschnitt hat die größte Flexibilität aller restlichen linearen Abschnitte des Zuleitungskörpers.
Als nächstes sei bemerkt, dass die Elektrode 104 in einem Abstand 301' von der am weitesten distalen Spitze des Zuleitungskörpers positioniert ist, der zwischen etwa 5,0 und 6,9 cm liegt, wobei 5,4 cm bevorzugt sind. Der zwischen der Elektrode 105 und der Elektrode 104 definierte mittlere Zuleitungskörperabschnitt 201 weist eine geringere Flexibilität als der distale Abschnitt 200 auf.
Als nächstes sei bemerkt, dass die Elektrode 101' in einem Abstand 302' von der am weitesten distalen Spitze des Zuleitungskörpers positioniert ist, wobei der Abstand zwischen etwa 11,0 und 15,0 cm liegt, wobei 13,0 cm bevorzugt sind. Der zwischen der Elektrode 104 und der Elektrode 101' definierte Zuleitungskörperabschnitt 202 hat eine geringere Flexibilität als der distale Abschnitt 200 und vorzugsweise die gleiche Flexibilität wie der mittlere Zuleitungskörperabschnitt 201.
Als nächstes sei bemerkt, dass die Elektrode 103 in einem Abstand 303' von der Elektrode 101' zwischen etwa 0,1 und 1,5 cm positioniert ist, wobei 0,5 cm bevorzugt sind. Der zwischen der Elektrode 101' und der Elektrode 103 definier te Zuleitungskörperabschnitt 204 hat eine geringere Flexibilität als der distale Abschnitt 200 und vorzugsweise die gleiche Flexibilität wie der mittlere Zuleitungskörperabschnitt 201 und der Zuleitungskörperabschnitt 202.
Schließlich liegt die Gesamtlänge des Zuleitungskörpers von der am weitesten distalen Spitze des Zuleitungskörpers bis zum Anschlussstift (in dieser Ansicht nicht dargestellt) zwischen etwa 45 und 110 cm, wobei 65 cm bevorzugt sind.
Gemäß dieser Ausführungsform können, ebenso wie gemäß der bereits erörterten, die veränderlichen Flexibilitätseigenschaften entlang dem Zuleitungskörper auf viele der zahlreichen im Stand der Technik wohlbekannten Arten bereitgestellt und eingestellt werden, wobei dies die Verwendung verschiedener Materialien sowie die Auslegung der verschiedenen Bestandteile, einschließlich der Auslegung der Leiter, sowie die verschiedenen Positionen der Leiter innerhalb des Zuleitungskörpers einschließt. Ebenso wie der vorstehend bereits erörterte ist der spezielle ausgewählte Mechanismus nicht entscheidend.
9 zeigt eine in ein Herz implantierte Zuleitung, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Insbesondere ist diese Ausführungsform mit nur drei Elektroden ausgelegt und positioniert, um elektrischen Kontakt mit dem linken Ventrikel, dem linken Atrium und der Wand des rechten Atriums herzustellen. Demgemäß ist der Zuleitungskörper, wie dargestellt, ausgelegt, um eine oder mehrere Elektroden direkt gegen die Wand des rechten Atriums zu positionieren.
10 ist eine Seitenansicht der in 9 dar gestellten Zuleitung. Wie dargestellt ist, ist die Elektrode 900 an dem am weitesten distalen Ende des Zuleitungskörpers positioniert. Die Elektrode 104 ist in einer Entfernung von dem am weitesten distalen Ende des Zuleitungskörpers positioniert, wobei der Abstand 500 zwischen etwa 4 und 12 cm liegt, wobei 8,6 cm bevorzugt sind. Der Zuleitungskörper 100 verengt sich, so dass die Flexibilität des Zuleitungskörpers erhöht ist und der Durchmesser des Zuleitungskörpers als Funktion der Nähe zum am weitesten distalen Ende abnimmt. Wie auch dargestellt ist, weist dieser Abschnitt des Zuleitungskörpers einen einzigen gewickelten Leiter auf, wie im Stand der Technik wohlbekannt ist.
Als nächstes sei bemerkt, dass die Elektrode 103 in einem Abstand 502 zwischen etwa 5 und 9 cm von der Elektrode 104 positioniert ist, wobei 7,5 cm bevorzugt sind. Der Zuleitungskörper entlang diesem Abschnitt 202 ist so ausgelegt, dass er von den Abschnitten der Zuleitung am steifsten ist. Die Steifigkeit kann auf beliebige der bekannten akzeptierbaren Arten erreicht werden, wobei dies das Ändern der Leiterkonfiguration sowie das Erhöhen oder Verringern der Isolationsdicke einschließt. Wie auch dargestellt ist, weist dieser Abschnitt des Zuleitungskörpers ein Paar Seite an Seite angeordneter gewickelter Leiter auf, wie im Stand der Technik wohlbekannt ist.
Schließlich liegt die Gesamtlänge des Zuleitungskörpers von der am weitesten distalen Spitze des Zuleitungskörpers bis zum Anschlussstift (in dieser Ansicht nicht dargestellt) zwischen etwa 45 und 110 cm, wobei 65 cm bevorzugt sind.
Jede der Elektroden kann des weiteren mit einem Hohlraum versehen sein, in dem eine monolithische, gesteuerte Abgabevorrichtung zum Eluieren oder Abgeben eines Arzneimittels, wie des Natriumsalzes von Dexamethason, von der Elektrode in das umgebende Gewebe angeordnet ist, wie auf dem Fachgebiet der Schrittmacher wohlbekannt ist. Gemäß einer Alternative können die Elektroden mit einem in Wasser sehr geringfügig lösbaren Steroid, wie wasserfreiem Beclomethasondipropionat, behandelt werden. Vorzugsweise wird das Steroid auf die Oberfläche der Elektrode aufgebracht, die Gewebe berührt, wenn sie implantiert ist. Weitere Einzelheiten eines solchen Beschichtungsprozesses können dem US-Patent 5 776 178 entnommen werden. Wenngleich in erster Linie unipolare Ringelektroden dargestellt sind, dient dies weiterhin nur der einfachen Darstellung, und jede der Elektroden kann alternativ durch bipolare Elektroden bereitgestellt werden. Für Anwendungen, bei denen bipolare Elektroden verwendet werden, muss eine entsprechend größere Anzahl von Leitern im Zuleitungskörper bereitgestellt werden, wie bekannt ist. Weiterhin können die bipolaren Elektroden so verbunden werden, dass jede beliebige Kombination der Kammern des Herzens bipolar ausgemessen oder stimuliert wird oder beides ausgeführt wird, wobei die restlichen Kammern unipolar ausgemessen oder stimuliert werden oder beides ausgeführt wird. Demgemäß sieht die vorliegende Erfindung lediglich eine Zuleitung vor, die zum elektrischen Verbinden mit einer, zwei oder drei Kammern des Herzens verwendbar ist (dem linken Ventrikel, dem rechten Atrium oder dem linken Atrium) und die jede beliebige Kombination einer elektrischen Kopplung durch eine Vielzahl von Elektrodentypen mit einer beliebigen Kombination dieser Kammern ermöglicht.
Es muss verstanden werden, dass die speziellen ausgewählten Abmessungen für die wirksame Funktionsweise der vorliegenden Erfindung entscheidend und wesentlich sind.
Es sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung nur in Stimulationszuleitungen beschränkt ist, und dass sie auch bei der Konstruktion vieler verschiedener Typen therapeutischer und diagnostischer Vorrichtungen, einschließlich Defibrillationszuleitungen, die dafür vorgesehen sind, im Koronarsinus angeordnet zu werden, eingesetzt werden kann. Tatsächlich wird der Begriff "Zuleitung" für die Zwecke dieser Beschreibung und der Ansprüche hier in weitestem Sinne verwendet und schließt jede Stimulations- oder Messzuleitung, eine Kombination davon oder ein anderes lang gestrecktes Element, wie einen Katheter, ein, der nutzbringend in einen Körper eingeführt werden kann. Die vorliegende Erfindung wurde jedoch nur zu Erläuterungszwecken in Zusammenhang mit transvenösen Stimulationszuleitungen beschrieben. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung bei beliebigen der verschiedenen venösen und arteriellen Wege entlang dem Herzen oder anderswo innerhalb des Körpers verwendet werden, so dass der Begriff "Koronarsinus" hier auch in seinem breitesten Sinne verwendet wird und ohne Einschränkung die große Herzvene oder ein anderes Herzgefäß einschließt.

Claims

Medizinische elektrische Zuleitung mit: Mitteln zum elektrischen Verbinden mit einem Impulsgenerator, einem Zuleitungskörper (100), der mit den Mitteln zum elektrischen Verbinden verbunden ist, wobei der Zuleitungskörper ein erstes distales Ende, ein zweites proximales Ende hat und einen Leiter (112 – 115), der durch eine isolierende Ummantelung isoliert ist, aufweist, einer ersten Elektrode (105), die entlang dem Zuleitungskörper positioniert ist, einer zweiten Elektrode (104), die entlang dem Zuleitungskörper und proximal zur ersten Elektrode positioniert ist, und Mitteln, die dafür eingerichtet sind, bei Verwendung gleichzeitig die erste Elektrode in Kontakt mit der Koronarsinuswand und die zweite Elektrode in Kontakt mit der rechten Herzvorhof wand zu bringen, wobei die Mittel einen ersten und einen zweiten Abschnitt des Zuleitungskörpers aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Abschnitt (200) zwischen dem distalen Ende (911) der Zuleitung und der ersten Elektrode (105) über eine Strecke zwischen 1 und 5 cm erstreckt und sich der zweite Abschnitt (202) zwischen der ersten Elektrode (105) und der zweiten Elektrode (104) über eine Strecke zwischen 2 und 8 cm erstreckt, wobei der zweite Abschnitt (202) weniger flexibel ist als der erste Abschnitt (200) und die Zuleitung weiter eine Zinke aufweist, die am Zuleitungskörper proximal zur zweiten Elektrode (104) in einem Abstand zwischen etwa 0,1 – 2 cm positioniert ist, wobei ein Zinken-Zuleitungskörperabschnitt (202) zwischen der Zinke (102) und der zweiten Elektrode (104) definiert ist.
Medizinische elektrische Zuleitung nach Anspruch 1, wobei die Zinke (102) proximal zur zweiten Elektrode (104) in einem Abstand zwischen etwa 0,1 – 2 cm positioniert ist.
Medizinische elektrische Zuleitung nach Anspruch 2, wobei sich die Zinke (102) vom Zuleitungskörper weg über eine Strecke zwischen etwa 0,1 – 15 mm erstreckt, wobei die Zinke (102) eine Spitze aufweist und eine dritte Elektrode an der Spitze positioniert ist.
Medizinische elektrische Zuleitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die erste Elektrode (105) einen ersten Durchmesser aufweist und der Zuleitungskörper einen Zuleitungskörperdurchmesser aufweist, wobei der Durchmesser der ersten Elektrode größer ist als der Zuleitungskörperdurchmesser.
Medizinische elektrische Zuleitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die erste Elektrode eine Ganzringelektrode (105) ist und einen ersten Durchmesser aufweist und der Zuleitungskörper (100) einen Zuleitungskörperdurchmesser aufweist, wobei der Durchmesser der ersten Elektrode um mindestens 1 mm größer als der Zuleitungskörper größer als der Zuleitungskörperdurchmesser ist.
Medizinische elektrische Zuleitung nach Anspruch 5, wobei der Durchmesser der ersten Elektrode zwischen etwa 1,5 – 3,5 mm liegt.
Medizinische elektrische Zuleitung nach Anspruch 1, wobei die erste Elektrode zwischen etwa 1 – 5 cm vom ersten distalen Ende positioniert ist.
Medizinische elektrische Zuleitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste distale Ende einen sich verengenden, stumpfen Nasenabschnitt (110) aufweist, der aus einem gefügigen Polymer besteht.
Medizinische elektrische Zuleitung mit einem Zuleitungskörper (100), wobei der Zuleitungskörper ein stumpfes sich verengendes distales Ende (110) aufweist, einer ersten Elektrode (105), die proximal zum stumpfen sich verengenden distalen Ende positioniert ist, einem distalen Zuleitungskörperabschnitt (200), der dazwischen definiert ist, wobei der distale Abschnitt des Zuleitungskörpers sich zwischen der stumpfen distalen Spitze und der ersten Elektrode über eine Strecke zwischen etwa 1 – 5 cm erstreckt, einer zweiten Elektrode (104), die proximal zur ersten Elektrode positioniert ist, wobei ein mittlerer Zuleitungskörperabschnitt (201) dazwischen definiert ist, wobei der mittlere Zuleitungskörperabschnitt über eine Strecke zwischen etwa 0,5 – 4 cm zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode verläuft und einer Zinke (102), die am Zuleitungskörper proximal zur zweiten Elektrode (104) positioniert ist, wobei ein Zinken-Zuleitungskörperabschnitt (202) zwischen der Zinke (102) und der zweiten Elektrode (104) definiert ist.
Medizinische elektrische Zuleitung nach Anspruch 9, wobei sich der distale Abschnitt (200) des Zuleitungskörpers über 3 cm erstreckt.
Medizinische elektrische Zuleitung nach Anspruch 9 oder 10, wobei sich der mittlere Zuleitungskörperabschnitt (201) über eine Strecke von 1,5 cm erstreckt.
Medizinische elektrische Zuleitung nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei der mittlere Körperabschnitt (201) eine geringere Flexibilität aufweist als der distale Abschnitt (200).
Medizinische elektrische Zuleitung nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, wobei sich der Zinken-Zuleitungskörperabschnitt (202) über eine Strecke zwischen etwa 2 – 8 cm erstreckt.
Medizinische elektrische Zuleitung nach Anspruch 13, wobei sich der Zinken-Zuleitungskörperabschnitt (202) über eine Strecke von 5 cm erstreckt.
Medizinische elektrische Zuleitung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der Zinken-Zuleitungskörperabschnitt (200) eine geringere Flexibilität als der distale Abschnitt (200) aufweist.