Implantierbares Elektrotherapiegerät
Die Erfindung betrifft ein implantierbares Elektrotherapiegerät, wie beispielsweise einen Herzschrittmacher, Defibrillator, Kardioverter oder dergleichen. Derartige Elektrotherapiegeräte weisen üblicherweise ein hermetisch dichtes Gehäuse auf, welches die Implantation des Therapiegerätes ermöglicht und Eingänge für Sensoren sowie Ausgänge zum Anschluss einer Therapieabgabeeinheit aufweist. Im einfachsten Falle sind die Sensoren sowie die Therapieabgabeeinheiten intrakardial zu platzierende Elektroden, die über eine Elektrodenleitung mit dem Elektrotherapiegerät verbunden sind. Im Inneren des Gehäuses ist üblicherweise eine Steuereinheit angeordnet, die eine jeweilige Elektrotherapie in Abhängigkeit sensorisch erfasster Eingangssignale steuert.
Im Zusammenhang mit Herzschrittmachern, insbesondere mit ratenadaptiven Herzschrittmachern, die auf einen physiologischen
Bedarf eines Patienten reagieren, ist es bekannt, als Eingangssignale beispielsweise elektrische Potentiale intrakardial zu erfassen und über die Elektrodenleitung zur weiteren Auswertung und Steuerung der Elektrotherapie der Steuereinheit des Herzschrittmachers zuzuführen. Weitere mögliche Eingangssignale sind solche, die den physiologischen Bedarf oder die körperliche Aktivität eines Patienten anzeigen, beispielsweise ein Beschleunigungssensor oder ein Sensor für die Blutsauerstoffsättigung oder aber auch Drucksensoren. Die am Ausgang eines Herzschrittmachers angeschlossene Therapieabgabeeinheit ist üblicherweise eine Elektrodenleitung mit Stimulationselektroden im Bereich des distalen Endes der Elektrodenleitung. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Therapieabgabeeinheiten, wie beispielsweise Pumpen für die Abgabe pharmazeutischer Wirkstoffe oder Nervenstimulationselektroden bekannt.
Herzschrittmacher für die reine Elektrodentherapie eines Herzens mit den üblichen Sensing- und Stimulationselektroden weisen eine Steuereinheit auf, mit der der Herzschrittmacher in den Stimulationsmodi, beispielsweise DDD oder Wl betrieben werden kann. Je nach Steuerungseinheit und Elektrodenkonfiguration kann der Schrittmacher nur den rechten Ventrikel, rechten Ventrikel und rechtes Atrium oder beispielsweise linken und rechten Ventrikel stimulieren bzw. dort Signale aufnehmen. Die Abgabe eines Stimulationsimpulses wird in einem an sich bekannten Demand-Modus unterdrückt, falls innerhalb vorgesehener Zeiten (Escape-Intervall) eine natürliche Herzkontraktion erfolgt. Darüber hinaus sind bekannte Herzschrittmacher auch dazu ausgebildet, beispielsweise ventrikuläre oder atriale Tachykardien zu erkennen und diese mit einer antitachykaden Stimulationstherapie zu behandeln. Eine bekannte antitachykade Stimulation ist beispielsweise die overdrive-Stimulation.
Zur Versorgung der Steuereinheit sowie um die nötige Energie für die Stimulationsimpulse bereitzustellen, weist ein Herzschrittmacher üblicherweise eine Batterie als Energiequelle auf.
Im Unterschied zu Herzschrittmachern sind Defibrillatoren von vergleichsweise einfacher Natur. Defibrillatoren sprechen auf die Detektion einer beispielsweise ventrikulären Fibrillation an und geben einen Elektrostimulationsimpuls ab, dessen Energie ausreicht, einen gesamten Herzkammermuskel zu stimulieren. Für die Schrittmacherstimulation reicht es dagegen aus, eine lokale Stimulation hervorzurufen, da sich die zur Kontraktion des Herzmuskels führende Erregung selbstständig ausbreitet. Bei der Defibrillation kommt es gerade darauf an, eine selbstständige, beispielsweise umlaufende Erregung des Herzkammermuskels zu unterbinden. Auch ein Defibrillator weist üblicherweise eine Batterie auf, um die Energie für die Steuerung des Defibrillators und die Defibrillationsimpulsabgabe bereitzustellen.
Je nach Therapiebedürftigkeit des Patienten ist es bekannt, Schrittmacher- und Defibrillatorfunktionen in einem einzigen Implantat zu integrieren.
Alternativ ist es in einigen Ländern außerdem bekannt, beispielsweise zwei separate Elektrotherapiegeräte zu implantieren, nämlich einen Zweikammer-Herzschrittmacher und einen Einkammer- Kardioverter/Defibrillator.
Die erstgenannte Variante hat den Nachteil, dass in regelmäßigen Intervallen ein relativ teures Gerät ausgetauscht werden muss, dessen Lebensdauer durch den jeweils am stärksten beanspruchten Therapiegeräteteil bestimmt ist.
Die zweitgenannte Variante hat den Nachteil, dass Schrittmacher- sowie Kardioversions- und Defibrillationstherapien nur schwer optimal aufeinander abzustimmen sind.
Demgemäss besteht das Bedürfnis, die mit den verschiedenen aus dem Stand der Technik verbundenen Varianten verbundenen Nachteile möglichst zu vermeiden.
- A -
Um diesem Bedürfnis gerecht zu werden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei einem Elektrotherapiegerät der eingangs genannten Art eine Schnittstelleneinheit vorzusehen, die mit der Steuereinheit des Elektrotherapiegerätes verbunden und ausgebildet ist, Steuersignale an ein zweites implantierbares Therapiegerät abzugeben und/oder Steuersignale von einem zweiten implantierten Therapiergerät zu empfangen.
Eine solche Schnittstelleneinheit beispielsweise in zwei separaten Elektrotherapiegeräten, wie beispielsweise einem Defibrillator einerseits und einem Herzschrittmacher andererseits vorgesehen, ermöglicht es, die von beiden Therapiegeräten abzugebenden Therapien in Wechselwirkung treten zu lassen und auf diese Weise sowohl unerwünschte Wechselwirkungen zu vermeiden sowie darüber hinaus die hier als von einem Gerät abzugebende Therapie optimal durch eine von dem anderen Gerät abzugebende Therapie unterstützen zu lassen.
Insbesondere ist es bei einer derartigen Konfiguration möglich, den relativ aufwendigeren Steuerungsteil (Steuereinheit) des Herzschrittmachers zur Steuerung des Defibrillators mit zu nutzen.
Ein derartiges implantierbares Elektrotherapiegerät ist vorzugsweise entweder ein Herzschrittmacher oder ein Defibrillator. Bevorzugte Varianten eines entsprechenden Herzschrittmachers schließen Zweikammer-Herzschrittmacher für die Stimulation des rechten Ventrikels und rechten Atriums eines Herzens genauso ein wie biventrikuläre Schrittmacher für die Stimulation des rechten und linken Ventrikels eines Herzens, gegebenenfalls in Kombination mit einer atrialen Stimulation. Bevorzugte Herzschrittmacher sind als Demand- Schrittmacher ausgebildet, und zwar vorzugsweise als ratenadaptive Herzschrittmacher.
Die Schnittstelleneinheit ist vorzugsweise wenigstens teilweise in einem Anschlussgehäuse angeordnet, welches dicht mit dem dichten Gehäuse des Elektrotherapiegerätes verbunden ist. Ein derartiges
Anschlussgehäuse wird üblicherweise als Header bezeichnet und dient
bei bekannten Elektrotherapiegeräten dem Anschluss der eingangs genannten Elektrodenleitung. Dementsprechend wird ein Elektrotherapiegerät bevorzugt, in dem ein Header wenigstens einen Elektrodenleitungsanschluss aufweist, der mit dem Sensoreingang zu dem Ausgang zum Anschluss der Therapieabgabeeinheit mit dem Elektrodenleitungsanschluss verbunden ist.
Der Header umfasst vorzugsweise einen Formkörper aus transparenten Kunststoff.
Die Schnittstelleneinheit umfasst vorzugsweise einen Infrarotsender und/oder einen Infrarotempfänger. Infrarotsender und -empfänger sind vorzugsweise auf eine Wellenlänge abgestimmt, für die Blut einen hohen Transmissionsgrad aufweist, so dass Infrarotsignale zwischen
Sender und Empfänger im Inneren des Körpers eines Patienten möglichst gering gedämpft werden. Dem kommt ein Header mit Formkörper aus transparentem Kunststoff ebenfalls zugute.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Schnittstelleneinheit mit einem Infrarotsender und -empfänger kann die Schnittstelleneinheit auch einen Funksender und/oder -empfänger umfassen. Dieser ist ebenfalls vorzugsweise in einem Header aus nichtleitendendem Material wie beispielsweise Kunststoff untergebracht, um den Funksender und/oder - empfänger nicht abzuschirmen.
Um unerwünschte Auswirkungen einer von einem Elektrotherapiegerät, beispielsweise einem Herzschrittmacher abgegebenen Therapie auf die Therapie eines von einem anderen Elektrotherapiegerät, beispielsweise einem Defibrillator abgegebenen Elektrotherapie zu vermeiden, ist die Steuereinheit vorzugsweise ausgebildet, Inhibitionssignale für ein zweites Therapiegerät zu erzeugen und über die Schnittstelleneinheit abzugeben.
Die Steuereinheit des zweiten Therapiegerätes oder auch die Steuereinheit desselben Therapiegerätes ist vorzugsweise entsprechend ausgebildet, auf ein an der Schnittstelleneinheit
anliegendes Inhibitionssignal anzusprechen. Damit ist es beispielsweise möglich, die Abgabe von Defibrillationsimpulsen, beispielsweise an ein Atrium mit dem Herzzyklus im Ventrikel desselben Herzens derart zu koordinieren, dass der Defibrillationsimpuls nicht während der vulnerablen Phase des Herzens abgegeben wird.
Insgesamt bilden zwei Elektrotherapiegeräte der vorbeschriebenen Art vorzugsweise ein System mit zwei aufeinander abgestimmten Schnittstelleneinheiten, von denen eine in dem einen Elektrotherapiegerät, beispielsweise einem Herzschrittmacher und die andere in dem anderen Elektrotherapiegerät, beispielsweise in dem Defibrillator untergebracht ist.
Die Erfindung soll nun anhand dreier Ausführungsbeispiele mit Hilfe der beigefügten Skizzen näher erläutert werden. Von den Figuren zeigen:
Figur 1 : einen Herzschrittmacher sowie einen Defibrillator mit funkpartierter Schnittstelleneinheit
Figur 2: einen Herzschrittmacher und einen Defibrillator, die über ein Schnittstellenkabel miteinander verbunden sind und
Figur 3: einen Herzschrittmacher und einen Defibrillator, die über eine optische Infrarotschnittstelle telemetrisch miteinander verbunden sind.
Figur zeigt in skizzenhafter Darstellung ein menschliches Herz 10 sowie einen Herzschrittmacher 12 und einen Defibrillator 14.
An den Herzschrittmacher (IPM) 12 sind eine atriale Elektrodenleitung 20 und eine ventrikuläre Elektrodenleitung 22 angeschlossen, die im rechten Atrium 24 bzw. rechten Ventrikel 26 des Herzens 10 enden.
Der Herzschrittmacher 12 ist im wesentlichen als üblicher Zweikammer- Herzschrittmacher ausgebildet, und zwar vorzugsweise als ratenadaptiver Herzschrittmacher.
An den Defibrillator (ICD) 14 ist eine Defibrillationselektrodenleitung 30 angeschlossen, die ebenfalls im rechten Ventrikel 26 des Herzens 10 endet. Dazu weist die Defibrillationselektrodenleitung 30 an ihrem distalen Ende eine großflächige Defibrillationselektrode 32 auf.
Anstelle der intravasalen Defibrillationselektrodenleitung 30 in diesem und den folgenden Ausführungsbeispielen können in alternativen Ausführungsbeispielen auch hier nicht näher dargestellte subcutane Schockelektroden vorgesehen sein.
In der skizzenhaften Darstellung des Herzschrittmachers 12 sind ein Metallgehäuse 40 sowie ein Header aus transparentem Kunststoff 42 zu erkennen, der dicht mit dem Herzschrittmachergehäuse 40 verbunden ist. Der Header 42 weist zwei Anschlussbuchsen für die atriale Elektrodenleitung 20 und die ventrikuläre Elektrodenleitung 22 auf. Die Elektrodenleitungen 20 und 22 weisen dazu an ihrem proximalen Ende Anschlussstecker auf, die dem IS1 Standard entsprechen und in entsprechende Anschlussbuchsen 44 und 46 in dem Header 42 eingesteckt sind. Die Anschlussbuchsen 44 und 46 sind elektrisch mit einer Steuereinheit im Inneren des Herzschrittmachergehäuses 40 verbunden.
Auch der Defibrillator 14 weist ein hermetisch dichtes Metallgehäuse 50 mit einem dicht daran anschließenden Header 52 aus transparenten Kunststoff auf. In dem Header 52 des Defibrillators 14 ist eine Anschlussbuchse 54 vorgesehen, in die die Defibrillationselektrodenleitung 30 eingesteckt ist. Die Anschlussbuchse 54 ist mit einer Steuereinheit im Inneren des Metallgehäuses 50 des Defibrillators 14 elektrisch verbunden.
In dem Header 42 des Herzschrittmachers 12 ist eine Funkantenne 60 als Teil einer nicht näher dargestellten Schnittstelleneinheit angeordnet, die mit der Steuereinheit im Inneren des Herzschrittmachers 12 verbunden ist.
Entsprechend ist in dem Header 52 des Defibrillators 14 ebenfalls eine Funkantenne 62 untergebracht, die Teil einer Schnittstelleneinheit des Defibrillators 14 ist und mit der Steuereinheit des Defibrillators 14 verbunden ist. Die beiden Schnittstelleneinheiten des Herzschrittmachers 12 sowie des Defibrillators 14 mit ihren Antennen 60 und 62 sind aufeinander abgestimmt. Die Steuereinheit des Herzschrittmachers 12 ist ausgebildet, Inhibitionssignale zu erzeugen, die über die Schnittstelleneinheit und die Antenne 60 abgegeben werden. Die Schnittstelleneinheit des Defibrillators 14 ist in Verbindung mit der Antenne 62 dazu ausgebildet, vom Herzschrittmacher 12 ausgesandte Inhibitionssignale zu empfangen. Die Steuereinheit des Defibrillators 14 spricht auf diese Inhibitionssignale an und verhindert die Abgabe von Defibrillationsimpulsen, solange ein Inhibitionssignal seitens des Herzschrittmachers 12 anliegt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Defibrillationsimpulse zu therapeutisch ungünstigen Zeiten an das Herz 10 abgegeben werden.
Weiterhin kann der Herzschrittmacher 12 ausgebildet sein, die erforderliche Verarbeitung der intrakardial aufgenommener Signale insgesamt zu übernehmen, also die gesamte Wahrnehmung und Klassifizierung des Rhythmus zu übernehmen. In einer derartigen Konfiguration kann der Herzschrittmacher 12 die Verarbeitung und Klassifizierung des Herzrhythmus vornehmen und im Falle einer Bradykardie Schrittmacherimpulse Bradykardie-therapie abzugeben. Findet eine Klassifizierung des Rhymthmus als Tachykardie statt, veranlasst der Herzschrittmacher über die Schnittstelleneinheiten den implantierbaren Defibrillator 14 zur Abgabe eines Defibrillationsschocks.
Auf diese weise ist es möglich, die Steuerung und die Abgabe der Therapien auf die unterschiedliche Therapiegeräte zu verteilen, die über integrierte Schnittstelleneinheiten kommunizieren können. Je nach Ausführung kann ein Therapiegerät und die anderen Therapiegeräte über Schnittstellen steuern und dadurch eine entsprechende Therapieabgabe veranlassen.
Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsvariante entspricht in wesentlichen Teilen dem Ausführungsbeispiel aus Figur 1. Identische Merkmale sind mit identischen Bezugszeichen versehen.
Die Unterschiede beziehen sich auf die Header 42' bzw. 52' des Herzschrittmachers 12 bzw. Defibrillators 14.
Der Header 42' des Herzschrittmachers 12 weist einen zusätzlichen elektrischen Steckkontakt 48 auf, der Teil einer Schnittstelleneinheit bildet, welche mit der Steuereinheit des Herzschrittmachers 12 verbunden ist.
Entsprechend weist der Header 52' des Defibrillators 14 einen elektrischen Steckkontakt 58 auf. Dieser ist Teil einer Schnittstelleneinheit des Defibrillators 14 und mit dessen Steuereinheit verbunden.
Die beiden elektrischen Steckkontakte 48 und 58 des Herzschrittmachers 12 bzw. Defibrillators 14 sind über ein Kabel 66 miteinander verbunden, welches dem Austausch der zuvor beschriebenen Steuersignale dient.
Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsvariante ähnlich den Ausführungsvarianten aus Figur 1 und 2. Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsvariante sind im jeweiligen Header 42" bzw. 52" des Herzschrittmachers 12 bzw. des Defibrillators 14 Infrarotfotodioden 66 und 68 als Bestandteile jeweils eines Infrarotsenders bzw. -empfängers angeordnet. Die Infrarotsender und -empfänger sind Bestandteil einer jeweiligen Schnittstelleneinheit des Herzschrittmachers 12 bzw. des Defibrillators 14, die jeweils mit der Steuereinheit des Herzschrittmachers bzw. Defibrillators verbunden sind.
Die Fotodioden 66 und 68 sind auf eine Infrarotwellenlänge abgestimmt, bei der Blut eine hohe Transmission aufweist, so dass Licht von einer zur anderen Fotodiode im Körper eines Patienten möglichst wenig gedämpft wird. Die Header 42" und 52" bestehen aus transparentem
Kunststoff, welcher das von den Fotodioden 66 bzw. 68 gesendete oder empfangene Infrarotlicht möglichst nicht dämpft.
Die Ausführung der Header 42, 42', 42" und 52, 52" und 52" hat im übrigen bei allen drei Ausführungsvarianten den Vorteil, dass ein ordnungsgemäßer Kontakt zwischen beispielsweise den Elektrodenleitungen 20, 22 und 30 sowie den entsprechenden Anschlussbuchsen 44, 46 und 54 auch optisch kontrolliert werden kann.