DE7504819U

DE7504819U - Mit einem elektrischen leiter ausgeruestete implantable elektrode

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Publication number: DE7504819U
Application number: DE7504819U
Authority: DE
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1974-03-04
Filing date: 1975-02-18
Publication date: 1977-08-11
Also published as: FR2262999A1; FR2262999B1; GB1495162A; AU7756575A; AR216282A1; NL7501093A; DE2560406C2; DE2506694A1; NL172512C; US3939843A; JPS5610065B2; NL172512B; BR7501000A; JPS50122093A; DE2506694C2; CA1041611A

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. GERHARD SCHWAN

ELFENSTRASSE32 ■ D-8000 MÜNCHEN 83

G 75 04 819.0 18. Mai 1977

Medtronic, Inc.
3055, Old Highway Eight, Minneapolis, Minn. 55418/V.St.A.

Mit einem elektrischen Leiter ausgerüstete implantable Eüektrode

Die Erfindung betrifft eine mit einem elektrischen Leiter ausgerüstete, implantable, transvenös einführbare,endokardiale Elektrode, deren Leiter mit einem gegenüber Körpe'rmedien inerten Material umhüllt ist.

Die Herstellung eines elektrischen Kontakts mit verschiedenen Teilen des Körpers, vor allem auf transvencsem Wege, hat in den letzten Jahre steigende Beachtung gefunden. So wird beispielsweise die elektrische Stimulation der Herztätigkeit eingesetzt, um einer Vielzahl von Herzfehlfunktionen zu begegnen. Je nach der speziellen Art der Fehlfunktion kann sich die günstigste Lage der elektrischen Kontaktstelle oder-stellen ändern. Auf eine optimale Elektrodenplazierung mußte jedoch oft aus anderen Erwägungen verzichtet werden, beispielsweise im Hinblick auf ein Minimalhalten des chirurgischen Risikos und der Verläßlichkeit der Elektrodenbefestigung. Bis jetzt handelt es sich bei den meisten Elektroden um ventrikuläre Elektroden, wobei in den letzten Jahren die Elektroden mehr und mehr trans-r

FERNSPRECHER: 089/601Ϊ039 · KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN

venös in das Herzinnere eingebracht werden.

Von besonderem Interesse ist jedoch ein verläßlicher endokardialer ■ elektrischer Kontakt mit dem Atrium= Ein derartiger Kontakt erlaubt ohne Thorakotomie ein atriales Stimulieren oder ein atriales [ synchronisiertes Stimulieren, wodurch der Beitrag der Atriumkon- |

traktion zur Gesamtherzleistung erhalten bleibt, während gleich- -_&

zeitig das Risiko für den Patienten und die Sterblichkeit wesent- ΐ lieh herabgesetzt sind. Ί

Des weiteren kann ein Atrialkontakt in vorteilhafter Weise für die Bekämpfung von Arrhythmien und für andere Zwecke eingesetzt werden, denen über eine ventrikuläre elektrische Reizung nicht % beigekommen werden konnte. Aus bekannten Gründen ist ein elek- %

trischer Kontakt mit dem rechten Atrium am günstigsten, wobei 3

das rechte Herzohr eine geeignete Kontaktstelle darstellt. $

Ein Versuch, für ein transvenöses, endokardiales atriales Schritt-s machen zu sorgen, ist in "The Annals of Thoracic Surgery", Band '■ 11, Nr. 4, 19. April 1971, Seiten 360 bis 370 beschrieben. Da- '■ nach ist es bekannt, einen J-förmigen Katheter, der nahe der _;

/i Spitze TTiirtr~eirrem-F-temsch versehen—istr trarrs^e'nös" in dc3s""~rectft^ ?

Herzohr einzubringen. Der Katheter wird durch Einschieben eines ^

Sondenführers gestreckt. Nach Herausziehen des Sondenführers ^;; nimmt der Katheter innerhalb des Atriums seine vorgeformte J-Ge- | stalt an, wobei die Elektrodenspitze in das Herzohr eingebracht wird. Besondere Mittel zur künstlichen Festlegung der Elektroden-|

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spitze sind nicht vorgesehen. Vielmehr sollen die atrialen Trabekel und die Katheterfonv? die Elektrodenanordnung in der vorgesehener. Lage halten, bis das Herzgewebe selbst die Elektrodenspitze einhüllt und festlegt. Die metallischen Teile des Katheters können strahlungsundurchlässig sein, um das Einbringen durch Betrachtung auf dem Schirmbild zu erleichtern.

Aus "The American Journal of Cardiology", Band 30, 11. Juli 1972, Seiten 74 bis 76 ist ferner eine atriale endokardiale Meßelektrode bekannt, die mittels eines J-förmigen Katheters mit ihrer Spitze in das rechte Herzohr eingebracht wird und die an der Spitze mit zwei feinen Drahthaken versehen ist, die jeweils in einer Entlastungsschleife auslaufen. Die Haken werden mittels des Katheters zunächst zurückgehalten und springen dann nach außen, um die Elektrode in den Trabekeln des rechten Herzohrs zu verankern, wenn die Elektrodenspitze über das Ende des Katheters vorgeschoben wird.

Der bekannte Katheter ist strahlungsundurchlässig, so daß er beim Einführen in das rechte Herzohr beobachtet werden kann. Bei der mit zwei Haken versehenen Spitze ist es unerläßlich, daä die Elektrode in die richtige Stellung gebracht ist, bevor die Haken freigegeben werden. Die Elektrodenlage wird nicht nur auf dem Schirmbild überprüft, sondern auch dadurch, daß die Spitze über das Ende des Katheters geringfügig vorgeschoben wird, um eine Schwellwertmessung durchzuführen. Dabei muß die Spitze ausreichend weit vorgeschoben werden, um eine genaue Messung vornehmen

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zu können,, wohingegen die Haken innerhalb des Katheters gehalten werden müssen. Wegen der Große des Katheters ist es extrem schwierig, diese Testmessung durchzuführen, ohne daß dabei die Haken freikommen= Außerdem besteht die Gefahr, daß die metallischen, scharfen und federnden haken die Herzohrwand perforieren, wenn die Katheterspitze nicht genau in die richtige Stelle gebracht ist. In Anbetracht der Gestalt und starren Ausbildung der Haken ist. es auch extrem schwierig, die Elektrode ohne Beschädigung des Herzgewebes zu entfernen. Die metallischen Eigenschaften der Haken stellen im übrigen eine erhebliche Beschränkung des Einsatzes der Elektrode als Schrittmacherelektrode dar.

Entsprechende Mangel weisen auch die aus der SU-PS 246 0O4 und aus "transactions ASAIO", Band 17, 1971, Seiten 29 bis 35 bekannten Elektrodenanordnungen auf, bei denen zwei Reizkontakte an der Spitze zweier bewegbarer Federn sitzen, die sich nach Herausschieben aus dem vorderen Katheterende spreizen, bzw. bei denen von der Elektrodenspitze zwei leitende, nach hinten abgewinkelte Drahthaken abstehen.

Schließlich ist es aus der US-PS 3 754 555 bekannt, aus der leitenden Elektrodenspitze zwei abgewinkelte Stacheln vorzuschieben, die aus Nylon gefertigt oder als Metallstacheln mit isolierendem Überzug ausgebildet sind. Diese Stacheln sollen sich zur Fixierung der Elektrodenspitze in die Herzwand eingraben. Auch dies führt zwangsläufig zur Verletzung des Herzgewebes. Außerdem kann das Herz auf die in die Herzwand eindrin-

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genden Stacheln durch aie Bildung von fibrösem Gewebe zwischen

t den Stacheln und der Elektrodenspitze reagieren. Dadurch wird

der elektrische Übergangswiderstand erhöht. Es kann zu einer

Verlagerung der Elektrodenspitze kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrode zu
schaffen, die ohne Verletzungsgefahr in sicherem Kontakt mit
der Innenwand oder den Trabekeln eines inneren Körperorgans
oder einer Körperhöhle gehalten wird und die im Bedarfswall
komplikationslos wieder entfernt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von der

Umhüllung an einer der Elektrode benachbarten Stelle abstehen-

•j de Borsten aus einem biegsamen, gegenüber Körpermedien inerten

;' Werkstoff vorgesehen sind. Die Borsten haben ausreichende Fes-

j tigkeit, um die Elektrode mindestens so lange künstlich zu fix-

ieren, bis eine natürliche Fixierung eingetreten ist. Aufgrund

ii der Geschmeidigkeit der Borsten werden aber die Schnappwirkung

der bekannten Metallfedern sowie das bei den bekannten Kunststoff stacheln absichtlich herbeigeführte Durchstoßen des Gewebes vermieden. Die Gefahr von Verletzungen ist daher weitestgehend -—augerämrhsmessungen während des Einführvorganges und etwa notwendige Lagekorrekturen lassen sich problemlos durchführen. Da ferner die Borsten nicht von der Elektrode selbst, sondern von benachbarten Teilen des Hüllmaterials ausgehen, wird im Bereich i^; der »ontaktflache zwischen Elektrode und Gewebe kein fibröses Wachs-

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turn angeregt, das unerwünschte Elektrodenverlagerungen auslösen könnte.

Sind die Borsten rings um die Leitung verteilt bzw. mehr oder minder symmetrisch mit Bezug auf die Leitungslängsachse angeordnet, drücken sie die Leitung in Richtung der Längsachse der Leitung nach vorne. Das bedeutet, daß nur die Leitungsspitze mit der Innenwand von Körperorganen oder -hohlräumen in elektrischem Kontakt gehalten werden kann. Werden dagegen in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Borsten so angeordnet, daß sie von der Umhüllung in Richtungen abstehen, die in einem Bogenbereich von höchstens 180° um den Umfang der Umhüllung herum liegen, drücken die Borsten die Elektrode in vorbestimmter(3Querrichtung. Die Elektrode wird gegen die Seitenwand eines Organs oder Hohlraums angepreßt, indem sich die Borsten gegen Trabekel oder die gegenüberliegende Seitenwand abstützen. Die Elektrode braucht nicht an der Spitze der Leitung zu sitzen. Sie kann sich vielmehr an beliebiger, unter dem Einfluß der Borsten stehender Stelle der Leitung befinden. Die aus Elektrode und umhülltem Leiter bestehende Vorrichtung ist daher als Ganzes besonders vielseitig einsetzbar.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei ist die Elektrode bei Anbringung im rechten Herzohr beschrieben, da sie sich für

diesen Zweck besonders gut eignet. Sie kann jedoch als Meß- und/oder Schrittmacherelektrode grundsätzlich ohne weiteres auch

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- 7 απ anderen Stellen angeordnet werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrode mit umhülltem Leiter,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 für eine abgewandelte Ausführungsform

Fig. 4 das von der Elektrode abliegende Ende des umhüllten Leiters nach Fig. 1,

Fig. 5 ein Teil einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 6 die Elektrode mit umhülltem Leiter gemäu Fig. 5, wobei die Borsten in festgelegter Stellung dargestellt sind,

Fig. 7 die Vorrichtung nach Fig. 6 nach Freigabe der Borsten

Fig. 8, weitere Ausführungsformen der Erfindung, 9 und 10

Fig. 11 einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 10 in unterschied- und 12

liehen Arbeitsstellungen,

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- 8 Fig. 13 eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 14 eine für ein seitliches Andrücken der Elektrode geeignete Ausführungsform,

Fig. 15 einen Schnitt entlang der Linie 15-15 in Fig. 14,

Fig. 16 eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 14 in Schnittansicht gemäß Linie 15-.Λ 5 in Fig. 14,

Fig. 17 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, Fig. 18 einen Schnitt entlang der Linie 18-18 der Fig. 17

Fig. 19 eine Ausführungsform der Elektrode mit einem ein J-förmiges Ende aufweisenden umhüllten Leiter,

Fig. 20 einen Schnitt entlang der Linie 20-20 der Fig. 19, Fig. 21 eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 20, und

Fig. 22 eine teilweise aufgeschnittene Darstellung des Herzens mit im rechten Herzohr sitzender Elektrode gemäß Fig. 14 bis 21.

In Fig. 1 ist eine Leitung 10 dargestellt, die an einer freiliegenden, elektrisch leitenden Spitze 11 endet und mit mehreren

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Borsten 12 versehen ist. die benachbart der Spitze 11 in feinem spitzen Winkel von der Leitung 10 abstehen. Die elektrisch leitende Spitze 11 kann aus einem beliebigen Werkstoff bestehen, der sich fur die vorgesehene Umgabung eignet, beispielsweise aus Platin-Iridium. Die Borsten 12 sind aus einem weichen biegsamen Material gefertigt, das gegenüber Körpermedien im wesentlichen inert ist, beispielsweise aus Silikonkautschuk oder Polyurethan. Die Borsten 12 können an der Leitung 10 in beliebiger zweckentsprechender Weise angebracht sein. Beispielsweise können die Borsten mit einer Scheibe 13 einteilig verbunden sein, die zwischen dem Ende der Leitung 1O und der Spitze 11 festgehalten ist. Statt dess3n kann das Bauteil 13 auch als Ring ausgebildet sein, der über der Leitung 10 oder der Spitze 11 sitzt und dort in beliebiger Weise angebracht ist. Die Borsten 12 können mit der Leitung 1O einen beliebigen Winkel einschließen. Ihre Aufgabe besteht darin, mit dem Körpergewebe, insbesondere den Trabekeln des rechten Herzohrs, zusammenzuwirken- um die Spitze 11 in elektrischem Kontakt mit dem Körpergewebe zu halten. Bei Verwendung eines spitzen Winkels zwischen den Borsten 12 und der Leitung 1O werden besonders günstige Verhaltnisse ir,.sofern erhalten, als die Borsten unter Anlage an den Trabekeln die Elektrodenspitze nach vorne schieben und in elektrischem Kontakt mit dem Herzgewebe halten. Es zeigte sich, daß ein Winkel von näherungs· weise 45° zur Aufrechterhaltung des erforderlichen elektrischen Kontakts besonders geeignet ist. Die Anzahl der Borsten ist beliebig. In den meisten Fällen sind drei Borsten völlig ausreichend.

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Bei der im Querschnitt in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform läuft ein langgestreckter elektrischer Leiter 15 im wesentlichen über die volle Lange der Leitung 1O. Der Leiter 15 steht mit der Spitze 11 in elektrischem Kontakt. Der Leiter 15 ist in einem Katheter 16 aus einem Werkstoff gekapselt, der gegenüber Körpermedien im wesentlichen inert ist.

Es ist zweckmäßig, die aus Leiter und Katheter bestehende Kombination so flexibel wie möglich zu machen. Um dies zu erreichen und gleichwohl die für das Einführen der Elektrode erforderliche Steifigkeit zu erzielen, ist ein Hohlraum 19 für einen Sondenführer vorgesehen. Der Sondenführer befindet sich während des Einsetzens der Elektrode im Hohlraum 19; er wird nach dem Einsetzen herausgezogen. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform hat der in den Höh5.raum 19 eingeführte Sondenführer eine J-förmige Gestalt ähnlich wie bei bekannten Einführkathetern. Während des Einsetzens wird der Sondenführer durch die Wandungen des Gefäßes, durch das hindurch die Elektrodenanordnung eingeführt wird, in gestreckter Lage gehalten. Wenn die Elektrodenspitze das Atrium erreicht, nimmt der Sondenführer seine J-Form an, was ein leichtes Einführen in das Herzohr ermöglicht. Wenn die Elektrodenspitze an Ort und Stel-

Ie gebracht ist, wird der Sondenführer herausgezogen. Bei dieser i

Ausführungs:fiVPiTi kann der elektrische Leiter in beliebiger bekannter ;;

Weise aufgebaut sein. Eine bevorzugte Ausführungsform ist ein mehr- ;;.

strängiger Lahndraht aus Platin. .·

Eine zweite Ausfuhrungsform der Leitung 10 ist in Fig. 3 veran-

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schaulicht. In diesem Fall ist der elektrische Leiter eine Wendel 17, die wiederum im wesentlichen über die volle Länge der Leitung 10 reicht. Die Wendel 17 sitzt in einem Katheter 16, der im wesentlichen dem in Fig. 2 veranschaulichten Katheter entspricht. Der zentrale Be-eich der Wendel 17 ist mindestens teilweise freigelassen, um einen Hohlraum 18 für das Einführen eines Sondenführers zu bilden_t der im wesentlichen die gleiche Funktion wie bei der Ausführungsform gemäß Fig» 2 hat. Sowohl bei der Anordnung nach Fig. 2 als auch bei derjenigen nach Fig. können die Hohlräume 19 und 18 mit Polytetrafluorathylen oder einem anderen zweckentsprechenden Werkstoff ausgekleidet sein, um das Einführen und Herausziehen des Sondenführers zu erleichtern.

Fig. 4 zeigt eine Ausbildung des von der Spitze 11 abliegenden Endes der Leitung 10. Bei einigen Anwendungsfällen ist eine Steckverbindung mit einem externen Stimulator oder einer Meßvorrichtung erwünscht. Für diesen Zweck ist die Leitung 10 im allgemeinen mit einem erweiterten Abschnitt 20 versehen, von dem ein Anschlußstift 21 ausgeht. Soll die Elektrode unter Verwendung eines bekannten J-förmigen Einführkatheters eingesetzt werden, muß der Katheter hinreichend groß dimensioniert sein, um ihn über den erweiterten Abschnitt 20 hinwegziehen zu können, oder aber es müssen andere Mittel zum Beseitigen des Katheters vorhanden sein. Vorliegend ist der Einführkatheter bei 22 mit einem Durchmesser dargestellt, der nicht ausreicht, um den Katheter über den erweiterten Abschnitt 20 zu ziehen. Benachbart dem erweiterten Ab-

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schnitt 20 ist ein Schneidwerkzeug 23 veranschaulicht, das von dem erweiterten Abschnitt aus vorsteht und einen Keil 24 sowie ein Messer 25 aufweist. Das Schneidwerkzeug 23 kann von der eigentlichen Leitung 10 getrennt oder aber an dieser in beliebiger Weise angebracht sein. Der Keil 24 schiebt sich unter den Rand des Einführkatheters 22. Wenn der EinfUhrkatheter 22 in Richtung auf das Schneidwerkzeug 23 gezogen wird, bringt der Keil den Katheter 22 mit dem Messer in Berührung. Das Messer schneidet den Katheter auf, so daß dieser über den erweiterten Abschnitt 20 hinweg abgezogen werden kann.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Elektrodenanordnung läßt sich mit Erfolg transvenös in das rechte Herzohr einsetzen, und zwar indem entweder entsprechend den Fig. 2 oder 3 mit eineti Sondenführer oder aber mit dem J-fÖrmigen Einführkatheter gearbeitet wird. Bei Verwendung des Einführkatheters liegen die Borsten 12 während des Einsetzens nicht frei. Wird dagegen mit dem Sondenführer gearbeitet, sind die Borsten während des gesamten Einsetzvorganges nicht festgehalten. Zwar läßt sich die Elektrodenanordnung auch in diesem Fall einwandfrei einführen. Es zeigte sich jedoch, daß der Blutstrom die Elektrodenspitze in die Herzkammer zu ziene.n sucnt. Aus diesem Grtmti- kcinn as -ich aie zweckmäßig erweisen, die Borsten während des Einsetzens festzulegen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist die Leitung 1O als Ballonkatheter ähnlich den für andere Zwecke benutzten Ballonkathe-

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tern ausgebildet. E*n Abschnitt 30 des Katheters kann vom Ende 32 aus aufgeweitet werden. Das Aufweiten erfolgt über einen Hohlraum ähnlich dem für den Sondenführer vorgesehenen Hohlraum 19 oder 18 der Fig. 2 bzw. 3. Das Aufweiten kann über die Hohlräume 19 bzw. 18 selbst erfolgen, wobei die Hohlräume hinreichend groß bemessen werden, um den Sondenführer einzuschieben und gleichzeitig Luft zum Aufblasen des Ballons durchzulassen. Die Ballonbildung kann auf beliebige bekannte Weise erfolgen. Die Fig. 6 zeigt eine Elektrodenanordnung mit einer Leitung 10 und einer Spitze 11, wie sie oben in Verbindung mit Fig. 1 erläutert sind. Die Leitung 10 besteht aus einem Ballonkatheter entsprechend Fig. 5, wobei der aufweitbare Teil benachbart der Spitze 11 liegt. Ein Niederhalterkranz 31 ist nahe der Spitze 11 angeordnet. Er kann mindestens die Enden der Borsten 12 aufnehmen, um sie in einer Stellung zu halten, in der sie über dem aufweitbaren Abschnitt 30 der Leitung 1O liegen. Während die Borsten auf diese Weise festgelegt sind, kann in einen Hohlraum der in den Fig. 2 oder 3 veranschaulichten Art ein Sondanführer eingeführt werden. Die Elektrodenanordnung läßt sich dann transvenös einsetzen, ohne daß irgendwelche Störungen ^i; auf Grund der abstehenden Borsten zu befürchten sind. Wenn auf |

Grund einer Schirmoildbeobachtün'g· aniunehmun ist, daß aich dio -j

Elektrodenspitze in einer brauchbaren Stellung befindet, kann } eine Versuchsmessung erfolgan. Erweist sich die Lage de.- Elektrodenspitze als zufriedenstellend, kann der Ballon 3O von dem noch außerhalb des Körpers liegenden Elektrodenende aus aufgeweitet werden, was bewirkt, daß die Borsten aus dem Niederhalter-

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kranz 31 herausgezogen werden und xn ihre in Fig. 7 veranschaulichte frei Normalstellung übergehen. Sobald die Borsten vom Niederhalterkranz 31 freigekommen sind, kann der Druck in der Leitung abgelassen werden; der Ballon 30 zieht sich in seine Normalstellung zusammen, Der Niederhalterkranz 31 kann eine beliebige Form haben, solange er nur mindestens die Endabschnitte der Borsten 12 aufnimmt. Beispielsweise kann anstelle des Kranzes 31 ein Ring vorgesehen werden, der über in Abstand voneinander liegende Verbindungsstücke an der Leitung angebracht ist.

Eine abgewandelte Ausbildung eines Niederhalterkranzes ist in Fig. 8 bei 35 gezeigt. Dieser Kranz 35 konn wiederum mindestens die Endteile der Borsten 12 aufnehmen, um sie in einer Stellung zu halten, in der sie an der Außenseite der Leitung 10 anliegen. Am Niederhaiterkranz 35 ist bei 37 ein Zug 36 angebracht. Sobald die Elektrodenspitze in die richtige Lage gebracht ist, wird durch eine auf den Zug 36 ausgeübte Kraft der Niederhalterkranz 35 zurückgezogen, Die Borsten 12 werden freigegeben und gehen in die normale abgespreizte Stellung über. Eine ähnliche Lösung ist in Fig. 9 dargestellt. Dort ist ein Sondenführer 40 mit einem gewendelten Abschnitt 41 vorgesehen. Der gewendelte Abschnitt 41 übergreift die Borsten und bewirkt, daß diese sich flach gegen die Leitung 10 anlegen. Sobald die Spitze 11 in die richtige Lage gebracht ist, wird der Sondenführer zurückgezogen. Dadurch werden die Borsten freigegeben. Sie können dann beispielsweise mit den Trabekeln des rechten Herzohrs zusammenwirken.

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Die Leitung 10 der Elektrodenanordnung gemäß Fig. 10 besteht aus einem Anschlußstück 50, einem Mittelabschnitt 51 und einem Endabschnitt 52, der zwischen der Spitze 11 und dem Niederhalter

53 sitzt. Der Mittelabschnitt 51 kann einen Querschnitt gemäß Fig. 3 haben. Das heißt, der elektrische Leiter ist als Wendel 17 mit einem zentralen Hohlraum 18 ausgebildet. Der Leiter läuft von der Spitze 11 aus zurück bis zum Anschlußstück 50. Das Anschlußstück 50 ist ähnlich wie in Fig. 4 ausgebildet, wobei ein Anschlußstift 54 vorgesehen ist, der mit der Wendel 17 in elektrischem Kontakt steht und einen mit dem Hohlraum 18 der Wendel 17 in Verbindung stehenden Hohlraum aufweist. Es ist daher möglich, einen Sondenführer 50 durch das Ende des Anschlußstiftes

54 hindurch einzusetzen und bis zur Spitze 11 vorzuschieben. Da der elektrische Leiter eine Wendel ist, kann er gestreckt oder ausgedehnt werden, indem mit dem Sondenführer 55 ein Druck auf die Spitze 11 ausgeübt wird, Da der elektrische Leiter im allgemeinen über seine volle Länge hinweg gleichförmig aufgebaut ist, kann die Stelle, an der die Leitung nachgibt oder sich streckt, durch die Härte und/oder den Durchmesser der Leitung beeinflußt werden. Im allgemeinen ist es erwünscht, daß der Endabschnitt 52 der Leitung 10 vor dem Mittelabschnitt 51 oder dem Anschlußstück 50 nachgibt. Infolgedessen hat bei der veranschaulichten Ausführungsform der Endabschnitt 52 einen kleineren Durchmesser als der Mittelabschnitt 51 und das Anschlußstück 50. Statt dessen kann auch das den Endabschnitt 52 bildende Material eine geringere Härte als die anderen Abschnitte der Leitung 10 haben. Es ist auch möglich, den Endabschnitt 52 mit geringer Här-

te und Kleinerem Durchmesser auszubilden.

Fig. 11 zeigt die Ausführungsform gemäß Fig. 10, wobei die Borsten 12 mindestens an ihren Enden mittels des Niederhalters 53 im wesentlichen in der gleichen Weise wie in Fig. 6' festgehalten sind. Bei derart -festgehaltenen Borsten kann die Elektrode eingeführt und in die richtige Lage gebracht werden, worauf der Sondenführer gegen die Spitze 11 gedrückt wird. Dabei streckt sich der Endabschnitt 52 in der in Fig. 12 veranschaulichten Weise, wodurch der Niederhalter 53 die Borsten 12 freigibt. Anschließend wird der Sondenführer herausgezogen, so daß der Endabschnitt 52 die in Fig. 12 strichpunktiert dargestellte Normalform einnehmen kann.

Der Niederhalter 53 der Ausführungsform nach den Fig. 10 bis 12 kann ähnlich wie der Niederhalter 31 als Ring ausgebildet werden, der an der Leitung über mehrere Verbindungsstücke angebracht ist. Ein derartiger ringförmiger Niederhalter ist in Fig, 13 bei 60 veranschaulicht. Wie gezeigt, hat der Niederhalter 60 die Gestalt eines Ringes oder Wulstes. Er wird mit Hilfe von Verbindungsstücken 61 gehalten, die im wesentlichen wie Radspeichen wirken und derart angeordnet sind, daß sie der Festlegung und Freigabe der Borsten 12 nicht im Wege sind.

Die Leitung 10 und/oder die Borsten 12 können für Röntgenstrahlen undurchlässig gemacht werden, um das Einsetzen durch Beobachtung der Elektrode mit Hilfe von Röntgenaufnahmen, Röntgendurchleuch-

tung oder dergleichen zu erleichtern. Für diesen z.weck eignet sich unter anderem eine Imprägnierung mit Kohlenstoff, Bariumsulfat oder Tantal.

Die in Fig. 14 veranschaulichte, insgesamt mit 70 bezeichnete Elektrodenanordnung weist ein Anschlußstück 71, einen Elektrodenabschnitt 72 und einen Mittelabschnitt 73 auf. Der Querschnitt des Mittslabschnitts 73 kann entsprechend Fig. 20 ausgeführt sein. Das heißt, ein gewendelter elektrischer Leiter 75, der einen Hohlraum 76 umschließt, ist von einem Isolierstoff 77 umhüllt, der gegenüber Körpermedien una Gewebe im wesentlichen inert ist und bei dem es sich beispielsweise um Silikonkautschuk oder Polyureth"π handelt. Der Leiter 75 steht in elektrischem Kontakt mit einer leitenden Spitze 79. Er reicht von der Spitze 79 durch den Mittelabschnitt 73 und das Anschlußstück 71 hindurch zu einem Anschlußstift 80. "Der Anschlußstift 80 kann in bekannter Weise an ein elektrisches Gerat angeschlossen werden; er ist mit einem Hohlraum versehen, der mit ü-sm Hohlraum 76 des Leiters 75 in Verbindung steht. Infolgedessen kann ein Sondenführer durch das Ende des Anschlußstiftes 8O hindurch in den Hohlraum 76 des Leiters 75 geschoben werden, bis er an der leitenden Spitze 79 anliegt, die beispielsweise aus Platin-Iridium gefertigt ist. An Stelle der vorzugsweise vorgesehenen leitenden Spitze 79 kann im Bereich des Elektrodenabschnitts 72 mit jeder beliebigen zweckentsprechenden Elektrodenausbildung gearbeitet werden.

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Von der Umhüllung 77 stehen benachbart der leitenden Spitze 79 mehrere Borsten 82 ab. Die Borsten 82 bestehen aus einem weichen schmiegsamen, gegenüber Körpermedien und Gewebe im wesentlichen inerten Werkstoff wie Silikonkautschuk, Polyurethan oder dergleichen, Die Borsten 82 können am Elektrodenabschnitt 72 der Elektrodenanordnung 70 in beliebiger Weise angebracht sein. Beispielsweise können die Borsten mit dem Elektrodenabschnitt 72 einteilig verbunden sein= Statt dessen können die Borsten auch von einem Ring ausgehen, der den Elektrodenabschnitt

j 72 umgibt und mit Bezug auf diesen in zweckentsprechender Weise

festgelegt ist= Die Borsten 82 bilden mit der Längsachse der <;

i Elektrodenanordnung 70 einen spitzen Winkel, dessen Wert nicht 1 kritisch ist, solange die Borsten nur mit benachbartem Körperge- jj webe zusammenwirken, um die Spitze 79 in elektrischem Kontakt 1

zu halten.

Fig. 15 zeigt einen Querschnitt der Ausführungsform nach Fig. 14 }

entlang der Linie 15-15. Dabei ist zu erkennen, daß die Borsten ;

82 von verschiedenen Stellen der Umhüllung 77 aus im wesentli- | chen in der gleichen Richtung verlaufen» Da die Borstenrichtung

mit Bezug auf die Längsachse nicht kritisch ist, soll vorliegend ^;!

-tin-ter—-BoFS-t-enr-ichtung die Richtung in einer quer zur Längsachse ? der Elektrodenanordnung 70 verlaufenden Ebene verstanden werden. k Obwohl beispielsweise die Borsten in einer Richtung verlaufen kön- % nen, die eine Komponente entlang der Elektrodenlängsachse hat, ΐ soll, soweit nicht ausdrücklich etwas anderes gesagt ist, unter i Borstenrichtung diejenige Komponente verstanden werden, die quer 1

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zur Längsachse der Elektrodenanordnung 70 verläuft.

Werden die Borsten 82 mit einer Oberfläche in Berührung gebracht, die entsprechend der bei 83 gezeigten Oberfläche orientiert ist und bei der *s sich um die Innenfläche eines Körper organs oder -hohlräume handeln kann, so suchen die Borsten den Elektrodenabschnitt 72 der Elektrodenanordnung in der in Fig. mittels des Pfeils 84 angedeuteten Querrichtung zu verschieben. Die entsprechend Fig. 15 orientierten Borsten haben also das Bestreben, die Elektrodenanordnung in eine vorbestimmte Richtung, nämlich die durch den Pfeil 84 angedeutete Querrichtung, zu drücken. Es versteht sich, daß in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Körpergewebe, mit denen die Borsten 82 zusammenwirken, sowie von der Art dieser Zusammenwirkung die tatsäch.' ic-he Richtung von der vorgegebenen Nennrichtung abweichen kann. In jedem Fall kommt die Querkomponente der Richtung , in der die Borsten 82 tatsächlich die Elektrodenanordnung 70 drücken, der vorgegebenen Richtung 84 genügend nahe, um die erstrebte Wirkung zu erzielen.

Fig. 16 zeigt eine Abwandlung der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 15 _exLtsp_recjTe_n_d_e_irvem_Que£schnitt^ntlang der L_i_nie 15-15 der __

Fig. 14. Bei dieser Ausführungsform sind die Borsten 82 mit gegenseitigem Abstand über einen Teil des Umfangs der Umhüllung 77 verteilt. Die Borsten können in derselben Querebene liegen oder entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 14 entlang der Längsachse gegeneinander versetzt sein. In jedem Falle entspricht

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die Querkomponente der Richtung, in der die Borsten die Elektrodenanordnung zu drücken suchen_t wiederum dem Pfeil 84.

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform ist in den Fig. 17 und 18 dargestellt. In diesem Falle verlaufen die Borsten 82 wiederum in einem spitzen Winkel mit Bezug auf die Längsachse, Die Querkonrponenten der Borstenrichtungen liegen alle in einem Bogenbereich von 18O um den Umfang der Umhüllung 77 herum. Auch hier ist die Querkomponente der Richtung, in der die Borsten 82 die Elektrodenanordnung 7O drücken, bei 84 angedeutet. Keine der Borsten steht von der Umhüllung 87 in einer Richtung weg, die mit der vorgegebenen Richtung 84 einen Winkel von weniger als 90 bildet. Bei allen Ausführungsformen nach den Fig. 15 bis 18 suchen also die Borsten 82 die Elektrodenanordnung /0 in der Richtung 84 zu verschieben, ohne daS die Borsten dabei im Wege sind, daß eine derartige Verschiebung zu einem Kontakt der Elektrode 79 mit der Innenwand eines Körperorgans oder einer Körperhöhle führt. Die dabei wesentlichen Grenzwerte für die Borstenrichtung lassen sich wahlweise wie folgt definieren: Alle Borsten 82 müssen von der Umhüllung 77 in Richtungen abstehen, die in einem Bogenbereich von höchstens 180 um den Umfang der Umhüllung !jenen.— k-e-ärf*a--n darr sicn in einer

ο Richtung erstrecken, deren Querkomponente weniger als 90 von der bei 84 angedeuteten Richtung abweicht. Bei den Ausführungsformen nach den Fig» 14 bis 18 sind die Borsten im wesentlichen symmetrisch mit Bezug auf die Richtung 84 angeordnet. Es ist jedoch möglich, die Borsten innerhalb der genannten Grenzwerte

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in anderer Weise vorzusehen und gleichwohl die gewünschte Funktion zu erzielen.

Bei der in Fig. 19 veranschaulichten Ausführungsform sind die Borsten 82 entsprechend den Fig. 14 und 15 ausgebildet, obwohl innerhalb der genannten Greni.</erte auch andere Borstenausbildungen vorgesehen sein können. Im Falle dieser Ausführungsform hat die Leitung einen vorgeformten J-förmigen Abschnitt 81, der zwischen dem Mittelabschnitt 73 und dem Elektrodenabschnitt 72 sitzt. An den Mittelabschnitt 73 kann ein Anschlußstück 71 entsprechend Fig. 14 anschließen.

Mittels des vorgeformten J-förmigen Abschnitts 81 soll die Elektrodenanordnung in das rechte Herzohr eingesetzt werden können. Für diesen Zweck wird ein Sondenführer durch den Hohlraum 76 des Leiters 75 geschoben, wodurch der J-förrrige Abschnitt 81 gestreckt wird. Die Leitung wird in gestrecktem Zustand in bekannter Weise durch ein Blutgefäß hindurch eingeführt, Wenn der Elektrodenabschnitt 72 und der J-förmige Abschnitt 81 das Atrium erreichen, wird der Sondenführer herausgezogen; die Leitung nimmt die in Fig. 19 veranschaulichte J-Form an. In dieser Form kann ! ~.pabschnitt_ .72 T^^cht in das Herzohr eingebracht werden, wobei die Borsten 82 mit den Trabekeln des Atriums zusammenwirken, um die leitende Spitze 79 in Kontakt mit der Herzohrwand zu bringen. Zur Verbesserung des elektrischen Kontakts mit der Herzohrwand weist die leitende Spitze 79 einen Abschnitt 85 auf, der von der Längsachse des Elektrodenabschnitts in der

in Fig. 15 bei 84 angedeuteten Ri:htung abgewinkelt ist. Grundsätzlich kann jedoch auch mit nicht abgebogener Spitze 79 gearbeitet werden. Es ist nur notwendig, daß die Spitze in der Richtung 84 nach Fig. 15 mindestens bis zu der den Elektrodenabschnitt 72 bildenden Umhüllung ~'"f oder über diese hinausreicht. Der abgeschrägte Abschnitt 85 stellt eine bevorzugte Ausbildungsform der über die Umhüllung vorstehenden Elektrode dar.

Der J-förmige Abschnitt 81 kann in der aus "The Annals of Thoracic Surgery", Band 11, Nr. 4, 19. April 1971, Seiten 360 bis bekannten Weise ausgebildet sein. Statt dessen kann auch die Ausführungsform gemäß US-PS 3 729 OO8 vorgesehen sein. In jedem Fall hat der J-förmige Abschnitt 81 eine größere Querschnittsfläche als der Mittelabschnitt 73 und der Elektrodenabschnitt 72. Diese größere Querschnittsfläche des J-fÖrmigen Abschnitts erhöht die Steifigkeit dieses Abschnittes. Dadurch wird dem Bestreben des wendeiförmigen Leiters 75, sich geradezurichten, entgegengewirkt= Außerdem können Schwerkraftseinflüsse auf die Leitung besser beherrscht werden. Es versteht sich, daß auch beliebige andere Maßnahmen zum Vorformen des j-förmigen Abschnitts getroffen werden können, unabhängig davon, ob dies zu einem J-förmigen Abschnitt mit größerer Querschnittsfläche als der Elektrodenabschnitt 72 oder der Mittelabschnitt 73 führt oder nicht. Alternativ kann auch das vorstehend erläuterte J-Einführkatheterverfahren benutzt werden, um die Elektrodenanordnung innerhalb des rechten Herzohrs an Ort und Stelle zu bringen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit,

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einen J-förmigen Abschnitt innerhalb der Leitung selbst vorzubilden .

Fig.22 zeigt, teilweise aufgeschnitten, ein Herz mit in das rechte Herzohr eingesetzter Elektrodenanordnung. Dabei ist mit 90 die untere Hohlvene, mit 91 die Aorta und mit 92 die obere Hohlvene bezeichnet. Die Elektrodenanordnung 70 tritt über die obere Hohlvene in die rechte Vorkammer ein. Innerhalb der rechten Vorkammer macht die Elektrodenanordnung 70 einen Knickj ihre Spitze befindet sich innerhalb des rechten Herzohrs 93. Wie veranschaulicht, legen sich die Borsten 82 gegen die Seitenwand des Herzohrs an; dabei drücken sie die Spitze 79 gegen die gegenüberliegende Seitenwand. Fig. 22 soll eine..Elektrodenanordnung nach der Erfindung nur in einer von vielen möglichen Arbeitsstellungen zeigen. Andere Stellungen und Borstenausbildungen können vorgesehen sein. Außerdem kann die Elektrodenanordnung auch in andere Körperorgane oder Hohlräume eingeführt werden. In Anwendungsfällen wie dem in Fig. 22 Veranschaulichten, kann die Elektrodenanordnung beispielsweise entsprechend Fig. oder 19 ausgebildet und in beliebiger bekannter Weise in die geeignete Lage gebracht sein.

Die Fig. 2O und 21 zeigen zwei alternative Leiterausbildungen, die sich bei jeder der Ausführungsformen nach den Fig. 14, 17 oder 19 vorsehen lassen. In Fig. 20 ist ein gewendelter Leiter 75 veranschaulicht, der einen Hohlraum 76 umschließt. Die Wendel 75 ist ihrerseits von einer isolierenden Umhüllung 77 umgeben.

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Diese Ausbildungsform wurde vorstehend bereits in Verbindung mit Fig. 14 erläutert. Die-Fig. 21 zeigt eine Litze 87, die beispielsweise aus Platin gefertigt sein kann und die vorzugsweise als Lahnlitze ausgelegt ist. Bei dieser Leiterausbildung und Anwendung einer vorgeformten J-Anordnung mu6 ein Hohlraum, beispielsweise der Hohlraum 86, vorgesehen sein, durch den hindurch ein Sondenführer eingeschoben werden kann, um den J-fbrmigen Abschnitt 81 geradezurichten. Die Litze 87 und der Hohlraum 86 sind von einer Isolierstoff-Umhüllung 77 umgeben, die derjenigen der anderen Ausführungsformen entsprechen kann. Bei der Ausführungsform nach Fig. 21 liegen die Litze 87 und der Hohlraum 86 in Abstand von der Längsachse der Umhüllung 77. Statt dessen kann beispielsweise die Litze 87 entlang der Längsachse verlaufer. , während der Hohlrr'jm 86 in Abstand von der Achse angeordnet ist. Die Hohlräume 76 und 86 können mit Polytetrafluoräthylen oder einem anderen zweckentsprechenden Werkstoff ausgekleidet sein, um das Einführen und Herausziehen des Sondenführers zu erleichtern.

Die Borsten sind entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall dimensioniert. Sie bestehen aus einem weichen biegsamen Material, das zwar ausreichend steif ist, um den beabsichtigten Zweck zu erreichen, ohne daß die Gefahr einer Gewebebeschädigung besteht, das aber andererseits hinreichend geschmeidig ist, um die Elektrodenanordnung, falls erforderlich, entfernen zu können.

Ähnlich wie die Leitung. 10 und die Borsten 12 können auch dxe

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Elektrodenanordnung 70 und/oder die Borsten 82 für Röntgenstrahlen undurchlässig sein, um das Positionieren der Elektrode durch Beobachtung mittels Röntgen- oder Durchleuchtungsgeräten zu erleichtern. Beispielsweise kann eine Imprägnierung mit Kohlenstoff, Bariumsulfat oder Tantal vorgesehen sein. Da die Borsten 82 in der Lage sind, den gesamten Elektrodenabschnitt 72

' in Kontakt mit der Seitenwand eines Körperorganhohlraums oder

eines Körperorgans zu drücken, kann die Elektrode selbst an jeder beliebigen Stelle des Elektrodenabschnitts sitzen. Um für einen bipolaren Betrieb zu sorgen, kann die Leitung auch mit efner Spitzenelektrode ausgestattet sein, während eine zweite Elektrode in Abstand von der Spitze vorgesehen ist.

Claims

ELFENSTRASSE 31 . D-BOOO MÜNCHEN 88

Aktenzeichen: G 75 04 819.0
Anmelder: Medtronic, Inc.

18. Mai 1977

Neue Schutzansprüche

1. Mit einem elektrischen Leiter ausgerüstete, implantable, trcnsvenös einführbare, endokardiale Elsktrode, deren Leiter mit einem gegenüber Körpermedien inerten Material umhüllt ist, gekennzeichnet durch von der Umhüllung (16,77) an einer der Elektrode (11, 79) benachbarten Stelle,abstehende Borsten (12,82) aus einem biegsamen, gegenüber Köppermedien inerten Werkstoff.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Borsten (12,82) mit dem elektrischen Leiter (15,17,75,87) einen spitzen Winkel bilden.

3. Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der

von den Borsten (12,82) mit dem elektrischen Leiter (15,17, 75,87) gebildete Winkel ungefähr 45° beträgt.

FERNSPRECHER: 089/6012039 · KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN

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PATENTANWALT DIPL.-ING. GERHARD SCHWAN

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leitend sind.

4. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daS die Borsten (82) von der Umhüllung (77) in Richtungen abstehen, die in einem Bggenbereich von hoch stens 180° um den Umfang der Umhüllung herum liegen.

5. Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (82) von verschiedenen Stellen der Umhüllung (77) aus in gleicher Richtung abstehen.

6. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (82) mit Bezug auf eine Längssymmetrieebene des Leiters (75, 87) im wesentlichen symmetrisch angeordnet sind.

7. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (12, 82) elektrisch nicht

8. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (12, 82) nichtmetallisch sind.

9. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (12,82) aus strahlenundurchlässigem Werkstoff bestehen.

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10. Elektrode nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten Kohlenstoff, Bariumsulfat oder Tantal enthalten .

11. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen außerhalb der Umhüllung (16) sitzenden Niederhalter (31, 35, 41, 53, 60) mittels dessen die Borsten (12) an der Umhüllung anliegend festhaltbar sind.

12. Elektrode nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (31, 35, 53, 61) einen mindestens den Endteil der Borsten (12) aufnehmenden Kranz aufweist.

13. Elektrode nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch eine Freigabeeinrichtung (30, 36, 40, 55), mittels deren der Niederhalter von einer vom Niederhalter entfernt liegenden Stelle aus außer Eingriff mit den Borsten (12) bringbar ist.

14. Elektrode nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabeeinrichtung einen unter den Borsten (12) liegenden, von entfernter Stelle aus wahlweise aufweitbaren Ballon (30) aufweist.

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15. Elektrode nach Anspruch 13, dadurchgekennzeichnet, daß die Freigabeeinrichtung einen in Längsrichtung durch den umhüllten Leiter reichenden Hohlraum (18, 19, 76, 86) und einen in den Hohlraum zum Strecken mindestens des vorderen umhüllten Leiterteils einsetzbaren Sondenführer aufweist .

16. Elektrode nach Anßpruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (17,75) gewendelt ist und der zentrale Wendelinnenraum den Hohlraum (18,76) bildet.

17. Elektrode nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (19,86) außermittig in der Umhüllung (16,77) argeordnet ist.

18. Elektrode nach einem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die am einen Ende des Leiters (75) sitzende Elektrode eine leitende Spitze (79) mit einem Abschnitt (85) aufweist, der von der Umhüllung (77) außerhalb des 180°-Bogens schräg versteht,

19. Elektrode nach Ansprüchen 5 und 18, dadurch gekennzeichnet, da3 der schräg abstehende Abschnitt (85) in einerder Borstenrichtung im wesentlichen entgegengesetzte Richtung weist.

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20- Elektrode nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (82) im wesentlichen symmetrisch mit Bezug auf die Querrichtungskomponente des schräg abstehenden Abschnittes (85) der leitenden Spitze (78) angeordnet sind.

21. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent, daß der umhüllte Leiter einen vorgeformten J-Abschnitt (81) hat.

22. Elektrode nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der J-Abschnitt (81) eine größere Querschnittsfläche als der übrigb umhüllte Leiter (72,73) hat.

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