NL8301582A

NL8301582A - Surgically implanted defibrillator with electronic control unit - uses inter-cardiac pressure transducers to detect fibrillation and trigger shock pulse

Info

Publication number: NL8301582A
Application number: NL8301582A
Authority: NL
Original assignee: Leuven Res & Dev Vzw
Priority date: 1983-05-04
Filing date: 1983-05-04
Publication date: 1984-12-03

Abstract

An electronic control unit (4) in the chest cavity is connected, via an intra-voscular catheter (1), to an electrode (2) and two pressure sensors (6,7) within the right centrical of the heart. A second electrode (3) is mounted on the outside of the catheter, just outside the heart. The pressure transducers are mounted on the 'corkscrew' end (5) of the catheter which is screwed into the wall of the heart. If the differential pressure between two depths in the heart wall drops to too low a level, indicating fibrillation, the control unit (4) automatically delivers a shock to the electrodes to arrest the fibrillation.

Description

t ? H · '- -1- D HO/wd/Leuven 36t? H '- -1- D HO / wd / Leuven 36

Inrichting voor het waarnemen van het fibrilleren van de hartkamersDevice for sensing fibrillation of the ventricles

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het waarnemen van het fibrilleren van de hartkamers door het met behulp van een drukopnemer meten van de druk in de kamer.The invention relates to a device for detecting the fibrillation of the heart chambers by measuring the pressure in the chamber with the aid of a pressure transducer.

5 Het, veelal gepaard gaand aan een hartinfarkt, fibrilleren van de hartkamers, heeft indien niet tijdig:wordt ingegrepen voor de patient veelal fatale gevolgen. Aangenomen wordt dat bij het optreden van een hartinfarkt het merendeel van de patiënten dat ten gevolge daarvan overlijdt, in feite 10 overleden is aan de gevolgen van het optreden van fibrillaties van de hartkamers. Ten einde een fatale afloop te voorkomen wordt zodra het fibrilleren wordt waargenomen, een electrische tegenschok op de patient uitgeoefend. Het fibrilleren wordt waargenomen door een afwijkend gedrag van het electro-15 cardiogram. De electrische tegenschok wordt veelal opgewekt door op het lichaam electrisch geleidende platen te plaatsen en een relatief hoge stroomstoot er door heen te voeren.5 The fibrillation of the heart chambers, usually associated with a heart market, has, if not timely: intervention for the patient often fatal consequences. It is believed that when a heart disease occurs, the majority of patients who die as a result actually die from the effects of fibrillation of the ventricles. In order to avoid a fatal outcome, an electrical shock is applied to the patient as soon as fibrillation is observed. The fibrillation is observed due to anomalous behavior of the electro-cardiogram. The electric counter shock is often generated by placing electrically conductive plates on the body and passing a relatively high current surge through it.

Bepaalde typen patiënten dragen een verhoogd risico voor het optreden van fibrillaties. Men heeft daarom voor-20 gesteld dergelijke patiënten te voorzien van inplantbare defibrillatoren, welke bij het optreden van fibrillaties direct in werking treden. Doordat dergelijke fibrillatoren intern worden toegepast, kan worden volstaan met aanzienlijk lagere stroomstoten dan fibrillatoren die extern worden ge-25 bruikt. Door het aanzienlijk lagere vereiste electrische vermogen, kan dit vermogen geleverd worden door een eveneens ingeplante electrische voedingsbron in de vorm van een batterij. Voor het waarnemen van fibrillaties zijn waarneemmiddelen nodig die eveneens inplantbaar zijn. Men heeft reeds voorgesteld 30 hiervoor een drukopnemer toe te passen, die het druk-verloop in de rechter hartkamer waarneemt, en bij het uitblijven gedurende een bepaalde periode van bij voorbeeld enkele seconden van een druksignaal een startsignaal voor 8301582 / ·* -2- de defibrillator afgeeft. Alhoewel deze methode aanvankelijk bruikbaar bleek, zijn er toch vele bezwaren aan verbonden.Certain types of patients are at increased risk for the occurrence of fibrillations. It has therefore been proposed to provide such patients with implantable defibrillators, which act immediately upon the occurrence of fibrillations. Since such fibrillators are used internally, considerably lower current pulses will suffice than fibrillators that are used externally. Due to the considerably lower electrical power required, this power can be supplied by an also implanted electrical power source in the form of a battery. Fibrillation sensing requires sensing means that are also implantable. It has already been proposed to use a pressure transducer for this purpose, which detects the pressure course in the right ventricle of the heart, and in the absence of a pressure signal for a few seconds, for example a few seconds, a start signal for 8301582 / * -2- de defibrillator. Although this method initially proved useful, it has many drawbacks.

Het blijkt dat een dergelijke in de hartkamer geplaatste drukopnemer na verloop van tijd ingebed wordt in aan-5 groeiend weefsel. Dit heeft tot gevolg dat de drukopnemer steeds ongevoeliger wordt en het gevaar bestaat dat bij het optreden van fibrillaties geen voldoende signaal verkregen wordt om de defibrillator in werking te stellen.It appears that such a pressure transducer placed in the heart chamber becomes embedded in growing tissue over time. As a result, the pressure transducer becomes increasingly insensitive and there is a risk that when fibrillations occur, a sufficient signal is not obtained to operate the defibrillator.

De uitvinding beoogt voor dit bezwaar een oplossing 10 te bieden.The object of the invention is to provide a solution to this drawback.

Dit wordt volgens de uitvinding bereikt door tenminste twee elk met een schakeling voor het vergelijken van electrische signalen gekoppelde, op een catheter geplaatste drukopnemers.This is achieved according to the invention by at least two pressure sensors placed on a catheter each coupled to a circuit for comparing electrical signals.

Het voordeel van deze inrichting is dat bij gebruik ervan 15 het drukverschil tussen de beide drukopnemers wordt gemeten.The advantage of this device is that when it is used the pressure difference between the two pressure sensors is measured.

Bij het op beide drukopnemers optreden van gelijksoortige veranderingen, zal het drukverschilsignaal nog steeds een representatieve waarde vertegenwoordigen. De invloeden van verandering van de omgeving van de drukopnemer bij voorbeeld 20 door het inbedden in aangroeiend weefsel, wordt hierdoor geelimineerd.When similar changes occur on both pressure sensors, the differential pressure signal will still represent a representative value. The influences of changing the environment of the pressure sensor, for example, by embedding in growing tissue, are thereby eliminated.

De drukopnemers zijn bij voorkeur op afstand van elkaar op dezelfde catheter geplaatst. Bij voorkeur worden drukopnemers in de hartwand geplaatst. Dit heeft het voordeel dat 25 de omgeving van de drukopnemers ook gedurende langere tijdsperioden niet meer zal veranderen. De door de schakeling voor het vergelijken van electrische signalen waargenomen verschillen in druk tussen de beide opnemers, blijven derhalve steeds hetzelfde. De afstand tussen de drukopnemers staat 30 in een bepaalde verhouding tot de dikte van de hartwand, . waarbij deze afstand gezien in een richting ongeveer loodrecht op de hartwand, ongeveer de helft van de dikte van de hartwand zal zijn.The pressure transducers are preferably spaced apart on the same catheter. Pressure sensors are preferably placed in the heart wall. This has the advantage that the environment of the pressure sensors will not change for longer periods of time either. The differences in pressure between the two sensors observed by the circuit for comparing electrical signals therefore always remain the same. The distance between the pressure transducers is in a certain proportion to the thickness of the heart wall. wherein this distance when viewed in a direction approximately perpendicular to the heart wall will be about half the thickness of the heart wall.

Ten einde het inbrengen van een catheter in de hart-35 wand te vergemakkelijken, is de catheter aan het einddeel voorzien van een bij.voorbeeld schroeflijnvormig deel. De drukopnemers kunnen op'dat schroeflijnvormige deel of op een deel daaraan aansluitend zijn aangebracht. Ten einde waar te nemen waar het einddeel van de eatheter .zich in de hartwand, 8301582 -3- die ongeveer een dikte van 10 mm heeft, zich bevindt, is aan het uiteinde van de catheter bij voorkeur een ultra-sonore sensor voor het meten van de afstand tot de hartwand aangebracht.In order to facilitate the insertion of a catheter into the heart wall, the catheter at the end part is provided with, for example, a helical part. The pressure transducers can be arranged so that a helical part or a part adjoining it. In order to observe where the end portion of the eatheter is located in the heart wall, 8301582-3 which is approximately 10 mm thick, at the end of the catheter is preferably an ultrasonic sensor for measuring from the distance to the heart wall.

5 De uitvinding wordt aan de hand van de tekening ver duidelijkt.The invention will be elucidated with reference to the drawing.

In de tekening toont fig. 1 schematisch de plaatsing van een inplanteerbare defibrillator en inrichting voor het waarnemen van het 10 fibrilleren volgens de onderhavige uitvinding, fig. 2 een detail II uit figuur 1 op grotere schaal, fig. 3 een variant van figuur 2, en fig. 4 het detail IV uit figuur 3.In the drawing Fig. 1 schematically shows the placement of an implantable defibrillator and device for detecting fibrillation according to the present invention, Fig. 2 shows a detail II from Fig. 1 on a larger scale, Fig. 3 shows a variant of Fig. 2, and Fig. 4 shows the detail IV of Fig. 3.

Met behulp van een intravasculair catheterstelsel 1 15 wordt een defibrillator in de vorm van op afstand van de catheter geplaatste electrodenstelsels 2 en 3 in het lichaam gebracht, zodanig dat één electrode in de rechter hartkamer en de tweede buiten het hart komt te liggen. Bij het optreden van fibrillaties wordt de defibrillator in werking gesteld 20 vanuit de schakeling 4. Voor het waarnemen van fibrillaties zijn volgens de uitvinding, op de catheter 5 op afstand van elkaar een tweetal druksensoren 6 en 7 geplaatst. De door de sensoren 6 en 7 gemeten drukken worden in de schakeling 4 vergeleken en op grond van het verschilsignaal wordt 25 het al of niet optreden van fibrillaties geconstateerd.Using an intravascular catheter system 1, a defibrillator in the form of electrode systems 2 and 3 spaced from the catheter is introduced into the body such that one electrode is located in the right ventricle and the second outside the heart. When fibrillations occur, the defibrillator is actuated from circuit 4. According to the invention, two pressure sensors 6 and 7 are placed on the catheter 5 at a distance from each other to detect fibrillations. The pressures measured by the sensors 6 and 7 are compared in the circuit 4 and on the basis of the difference signal the presence or absence of fibrillations is determined.

Bij het optreden van deze fibrillaties geeft de schakeling 4 een signaal af zodanig dat de defibrillator in werking treedt.When these fibrillations occur, circuit 4 outputs a signal such that the defibrillator is activated.

Volgens figuur 2 is de catheter 5 met zijn schroef-30 lijnvormige einddeel 8 in de hartwand $ geplaatst. De afstand tussen de sensoren 6 en 7 is zodanig gekozen dat de geprojecteerde afstand 10 loodrecht op de hartwand ongeveer de helft van de dikte van de hartwand bedraagt.According to Figure 2, the catheter 5 with its screw-like line-shaped end portion 8 is placed in the heart wall. The distance between the sensors 6 and 7 is chosen such that the projected distance 10 perpendicular to the heart wall is approximately half the thickness of the heart wall.

Het is ook mogelijk (zie figuur 3) de beide drukop-nemers op afzonderlijke catheters te plaatsen en onafhankelijk 35 van elkander in de hartwand te brengen. Voor het meten van de plaats van het eind van de catheter in de hartwand kan een ultra-sonore sensor 11 op het uiteinde van de catheter zijn aangebracht. Op deze wijze kan waargenomen worden in hoeverre de catheter 5 in de hartwand is doorgedrongen en kan 8301582It is also possible (see figure 3) to place the two pressure transducers on separate catheters and to bring them independently into the heart wall. To measure the location of the end of the catheter in the heart wall, an ultrasonic sensor 11 may be provided on the end of the catheter. In this way it can be observed to what extent the catheter 5 has penetrated the heart wall and 8301582

, V, V

* -4- de inbrengende beweging worden beëindigd wanneer de sensor 11 op korte afstand, bij voorbeeld 2 mm, van de begrenzing van de hartwand is gekomen.* -4- the insertion movement is terminated when the sensor 11 has come a short distance, for example 2 mm, from the boundary of the heart wall.

/ 8301582/ 8301582

Claims

Device for sensing fibrillation of the heart chambers, by measuring the pressure in the chamber with the aid of a pressure sensor, characterized by at least two pressure sensors placed on a catheter each coupled to a circuit for comparing electric signals .

Device as claimed in claim 1, characterized in that the pressure sensors are placed on the same catheter at a distance from each other.

3. Device according to claim 2, characterized in that said distance is in a certain proportion to the thickness of the heart wall.

Device as claimed in claim 3, characterized in that when inserted into the heart wall, that distance, viewed in a direction approximately perpendicular to the heart wall, is approximately half the thickness of the heart wall.

Device as claimed in claims 1-4, characterized in that the catheter is equipped with means for inserting a part thereof into the heart wall.

6. Device according to claim 5, characterized in that said means are formed by a helically shaped end part.

7. Device as claimed in claims 5-6, characterized in that the catheter is provided at its end with an ultrasonic sensor for measuring the distance to the boundary of the heart wall. 8301582