WO2020245194A1 - VORRICHTUNG ZUR IN VIVO MESSUNG EINER ELEKTROPHYSIOLOGISCHEN GRÖßE - Google Patents

VORRICHTUNG ZUR IN VIVO MESSUNG EINER ELEKTROPHYSIOLOGISCHEN GRÖßE Download PDF

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    • A61N1/365—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential

Definitions

  • the present invention relates to a device for in vivo measurement of an electrophysiological variable of an organ, in particular the heart,
  • Brain and / or peripheral nerves comprising a measuring probe with a proximal measuring section for contacting the organ.
  • Such devices are widely known. In particular, they are used to measure electrical currents in the heart, brain and peripheral nerves. On the one hand, the measured values serve diagnostic purposes. On the other hand, they can help control
  • a pacemaker electrode is, for example, from the German
  • Pacemaker lead is intended to be inserted through a portion of a patient's cardiovascular system so that the distal end is within the patient's heart.
  • electrophysiological variable is not ideally suited as an input variable for controlling a cardiac pacemaker.
  • the present invention is based on the object of specifying a device for the improved, less error-prone detection of an electrophysiological variable of an organ.
  • this object is achieved with a device of the type mentioned at the outset, in which the electrophysiological variable is an inductive-magnetic field emanating from the organ, the measuring probe being designed to measure a magnetic field.
  • the device according to the invention advantageously enables the measurement of the electrical currents
  • the measuring section is with a
  • the measuring probe can within the scope of the invention
  • the measuring section in particular comprise an electrical conductor in which a voltage and thus a current is induced on the basis of the inductive-magnetic field to be measured.
  • the measure according to the invention that the measuring section is provided with electrical insulation, advantageously serves to avoid interfering electrical currents from influences of these magnetic fields from also being measured.
  • the electrical conductor in the measuring section of the measuring probe thus advantageously has the function of an antenna for receiving the magnetic induction voltages.
  • the insulation comprises glass and / or acrylic as the insulating material.
  • acrylic in particular has been common and proven in the context of incorporated applications since the 1960s.
  • an electrical conductor in particular a wire, can be cast in glass or acrylic in order to have electrical insulation.
  • the measuring section can in particular comprise an electrical conductor. A voltage is induced in this which leads to an induction current.
  • the electrical conductor is preferably made from a metal.
  • the electrical conductor comprises an electrolyte solution. This advantageously enables the electrical
  • Properties of the conductor can be easily adjusted during manufacture.
  • the measuring section is designed as a hollow cylinder closed at the proximal end, the outer surface of which surrounds the electrical conductor.
  • the electrical conductor can advantageously be accommodated in the interior of the hollow cylinder.
  • the interior of the hollow cylinder can be filled with an electrolyte solution, the probe being drawn from a hollow cylindrical glass sleeve which is closed at the probe tip.
  • the design as a hollow cylindrical glass sleeve also fulfills the function of electrically insulating the electrical conductor configured as an electrolyte solution from the organ.
  • diverting means are provided for diverting a measurement signal received in an electrical conductor to an evaluation and / or control unit.
  • an evaluation and / or control of the measuring probe can take place spatially separate from the measurement, in particular also extracorporeally.
  • the discharge means can be designed as a discharge wire.
  • the discharge means are provided with electromagnetic shielding in an advantageous embodiment of the invention.
  • the shielding serves to avoid corruption due to electrical and / or magnetic fields occurring in particular at higher frequencies.
  • shielding against electromagnetic waves, which have both a magnetic and an electrical component must be ensured.
  • the shielding serves to ensure interference-free signal transmission and processing. Any measure known per se to the person skilled in the art can be used for shielding.
  • the measuring probe is designed as a hollow cylindrical glass sleeve closed at the proximal end, inside which an electrical conductor is arranged, shielding can be provided within the scope of the invention
  • Vapor deposition of a metallic coating can be achieved so that only the proximal probe tip takes part in the measurement.
  • the measuring probe can be provided in a further development of the invention with anchoring means for anchoring in and / or on the organ.
  • the proximal measuring section can be provided with an external screw thread in order to anchor the measuring probe according to the invention in the muscle tissue, for example in the fiery area. Since the magnetic field planes of the excited Flerzens are each aligned plane-parallel to the chamber walls of the Flerzens, the measuring section of the inventive measuring probe can be pierced as perpendicular to the surface of the chamber wall as possible, so that the induction voltage vector, which is also perpendicular, can be optimally detected. This can be achieved within the scope of the invention with suitable anchors which are arranged along the circumference of the measuring probe and which are barbed.
  • the measuring probe in an embodiment of the invention can have a rigidity and / or be provided with cutting means at a proximal end in order to introduce it into the organ.
  • the cutting means can be formed in the electrical insulation.
  • the proximal end can be provided with a beveled blade.
  • Device be designed unipolar. In this case, it is advantageously sufficient to place only one measuring probe in the organ to be measured, since the measurement is carried out against an external reference, for example a housing.
  • the evaluation and / or control unit is designed for, preferably sequential, operation of the measuring probe in a measuring mode and in a pacemaker mode
  • the device according to the invention can also advantageously be used for
  • the measuring probe can also be used as an active pacemaker electrode.
  • the background to this is that measurement and impulse generation are always carried out separately from one another. According to this embodiment, the
  • metallic anchoring systems are electrically connected to the shield on the drain wire.
  • the anchoring means are electrically connected to the electromagnetic shielding of the discharge means.
  • Fig. 1 Schematic representation of a preferred embodiment of a device according to the invention with a measuring probe for
  • FIG. 3 A schematic detailed illustration of a second embodiment of a measuring probe according to the invention with an electromagnetic one
  • FIG. 4 shows a schematic detailed illustration of a third embodiment of a measuring probe according to the invention with barbs for anchoring
  • Fig. 5 a schematic detailed representation of an inventive
  • FIG. 6 A schematic detailed illustration of a further embodiment of a measuring probe according to the invention, which can also be used as an active pacemaker electrode.
  • Fig. 1 shows a preferred embodiment of a measuring probe according to the invention, which can also be used as an active pacemaker electrode.
  • Device for measuring inductive-magnetic fields of the cell membranes of a nerve muscle 1.
  • the device according to the invention has a measuring probe 2 as its core. As can be seen in the detail section 3, the measuring probe 2 is inserted in the muscle tissue 4 of the cardiac muscle 1. A proxymal
  • the measuring section 5 of the measuring probe 2 protrudes into the muscle tissue 4 of the cardiac muscle 1.
  • the measurement signal captured in the measurement section 5 of the measurement probe 2 is diverted to an external monitor 7 via a discharge wire 6.
  • the general architecture corresponds to the
  • the monitor 7 is provided with a display unit 8 in order to send the measurement signals transmitted from the measuring probe 2 in the muscle tissue 4 of the cardiac muscle 1 to the monitor 7 via the lead wire 6
  • Embodiment of the measuring section 5 of a measuring probe 2 according to the invention. 2 shows only the proximal measuring section 5 of the measuring probe 2. As can be seen in FIG. 2, the measuring section 5 of the measuring probe 2 has an electrical conductor 9 inside.
  • electrical conductor 9 can be designed as a metal wire.
  • the metal wire 9 is cast into electrical insulation 10.
  • the electrical insulation 10 has glass and / or acrylic as the insulating material.
  • the electrical insulation 10 completely insulates the metal wire 9 inside the measuring section 5 of the measuring probe 2 from the organ to be measured, that is to say completely from the example in FIG. 1 the muscle tissue 4 of the heart muscle 1.
  • the electrical insulation 10 is formed with a blade 12 which is beveled in the axial direction.
  • the measuring section 5 is provided with a rigidity which
  • FIG. 3 shows the proximal measuring section of the measuring probe 2 of the device according to the invention.
  • the structure essentially corresponds to the measuring section 5 according to FIG. 2.
  • the measuring section 5 is provided at a distal end 13 with an electromagnetic shielding 14 that supports the discharge wire 6 connected to the electrical conductor 9 electromagnetically shields.
  • the design of the shielding 14 can be designed in any desired manner known per se to the person skilled in the art, in order to keep electrical and / or magnetic fields occurring at higher frequencies away from the discharge wire 6.
  • FIG. 4 again shows, in a schematic illustration, yet another embodiment of the proximal measuring section 5 of a measuring probe 2 according to the present invention.
  • the structure of the proximal measuring section 5 of a measuring probe 2 according to the present invention.
  • Measuring section 5 essentially corresponds to that according to FIG. 3.
  • FIG. 5 shows a proximal measuring section 5 of the measuring probe 2 according to the invention in a further embodiment.
  • the structure again essentially corresponds to that of the measuring section 5, which is shown in FIG. 3.
  • the measuring section 5 according to FIG. 5 only has a schematic
  • Measuring section 5 of the measuring probe 2 according to the invention also serves to anchor the measuring section 5 of the measuring probe 2 in the
  • FIG. 6 illustrates a further advantageous one
  • the measuring section 5 of a measuring probe 2 according to the invention corresponds essentially to that which is illustrated in FIG. 3.
  • the metallic anchoring system 17 is mounted on the attachment of the shield 14 and electrically short-circuited with this.
  • the metallic anchoring system 17 is mounted on the attachment of the shield 14 and electrically short-circuited with this.
  • Anchoring system 17 can exercise a pacemaker function.
  • the proximal measuring section 5 is preferably approximately 5 mm long from the proximal end 11 to the distal end 13. None of the representations in FIGS. 1 to 6 are to scale.
  • the measuring probe 2 is introduced into the muscle tissue 4 with the proximal measuring section 5, as can be seen in FIG. 5.
  • the Barb 15 in the embodiments according to FIG. 4
  • the proximal measuring section 5 of the measuring probe 2 introduced into the muscle tissue 4 is electrically isolated from the surrounding muscle tissue 4 of the cardiac muscle 1 due to the electrical insulation 10. Electrical currents can therefore not be transmitted from the muscle tissue 4 into the electrical conductor, that is to say the metal wire 9. Via the electrical insulation 10 in the proximal measuring section 5
  • the measuring section 5 is able to detect inductively magnetic fields of the cell membranes in the muscle tissue 4. This is done by inducing a voltage in the
  • Metal wire 9. The induced voltage leads to an electrical current in the metal wire 9. This is passed on to the external monitor 7 via the discharge wire 6. It is visualized in the monitor via a display unit 8.
  • the discharge wire 6 is provided with electromagnetic shielding 14 throughout and in particular in the transition area between the proximal measuring section 5 of the measuring probe 2.
  • the embodiment according to FIG. 6 enables an alternating operation as a measuring probe and as an active pacemaker electrode via a suitable control within the monitor 7.
  • an impulse for stimulating the muscle tissue 4 of the cardiac muscle 1 is emitted via the metallic anchoring system 17 and the electrical shield 14. During this time there is no measurement.
  • an electrolyte solution can also be used as an electrical conductor.
  • the electrical insulation 10 is expediently designed as a glass sleeve closed at the proximal end 11.
  • the disclosed measuring probe 2 can advantageously be used to measure inductive magnetic fields as an electrophysiological parameter of an organ, which is less prone to errors as an electrophysiological variable compared to a measurement of electrical currents.

Abstract

Um eine Vorrichtung (2, 6, 7) zur verbesserten, weniger fehleranfälligen in vivo Messung einer elektrophysiologischen Größe eines Organs (1), insbesondere Herz, Hirn und/oder periphere Nerven, umfassend eine Messsonde (2) mit einem proximalen Messabschnitt (5) zum Kontaktieren des Organs (1), anzugeben, wird vorgeschlagen, dass die elektrophysiologische Größe ein von dem Organ (1) ausgehendes induktiv-magnetisches Feld ist, wobei die Messsonde (2) zum Messen eines Magnetfeldes ausgestaltet ist.

Description

Vorrichtung zur in vivo Messung einer elektrophysiologischen Größe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur in vivo Messung einer elektrophysiologischen Größe eines Organs, insbesondere Herz,
Hirn und/oder periphere Nerven, umfassend eine Messsonde mit einem proximalen Messabschnitt zum Kontaktieren das Organs.
Derartige Vorrichtungen sind vielfältig bekannt. Insbesondere werden sie zur Messung von elektrischen Strömen von Herz, Hirn und peripheren Nerven eingesetzt. Die Messwerte dienen einerseits diagnostischen Zwecken. Andererseits können sie bei der Steuerung von
Herzschrittmachern eingesetzt werden.
Eine Schrittmacherelektrode ist beispielsweise aus der deutschen
Offenlegungsschrift DE 2652195 bekannt. Die vorbekannte
Schrittmacherelektrode dient zum Einführen durch einen Abschnitt des kardiovaskulären Systems eines Patienten, so dass sich das distale Ende innerhalb des Herzens des Patienten befindet.
Nachteilig an vorbekannten Vorrichtungen ist, dass die Messung von elektrischen Strömen mitunter Störeinflüssen unterliegt, welche die Messung verfälschen. Das so gewonnene Messsignal gibt in diesen Fällen mit Nachteil die gesuchte elektrophysiologische Größe für diagnostische Anwendungen nicht zutreffend wieder bzw. die so ermittelte
elektrophysiologische Größe eignet sich nicht optimal als Eingangsgröße für die Steuerung eines Herzschrittmachers.
Vor dem geschilderten Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur verbesserten, weniger fehleranfälligen Detektion einer elektrophysiologischen Größe eines Organs anzugeben. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher die elektrophysiologische Größe ein von dem Organ ausgehendes ist induktiv-magnetisches Feld ist, wobei die Messsonde zum Messen eines Magnetfeldes ausgestaltet ist. Im
Unterschied zu vorbekannten Vorrichtungen zur Messung von elektrischen Strömen des zu vermessenden Organs ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Vorteil die Messung der die elektrischen Ströme
erzeugenden induktiv-magnetischen Felder erregter Zellmembranen. Die Messung der die bei herkömmlichen Vorrichtungen gemessenen Ströme hervorrufenden Magnetfelder eliminiert Fehlerquellen, da die Messung gleichsam an der Quelle ansetzt.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Messabschnitt mit einer
elektrischen Isolierung versehen, um die Messsonde elektrisch von dem Organ zu isolieren, wobei die Isolierung für Magnetfelder durchlässig ausgestaltet ist. Die Messsonde kann im Rahmen der Erfindung
insbesondere einen elektrischen Leiter umfassen, in welchem aufgrund des zu messenden induktiv-magnetischen Feldes eine Spannung und somit ein Strom induziert wird. Die erfindungsgemäße Maßnahme, dass der Messabschnitt mit einer elektrischen Isolierung versehen ist, dient dabei mit Vorteil dazu zu vermeiden, dass störende elektrische Ströme aus Influenzen dieser Magnetfelder mitgemessen werden. Der elektrische Leiter im Messabschnitt der Messsonde hat somit mit Vorteil die Funktion einer Antenne zur Aufnahme der magnetischen Induktionsspannungen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Isolierung Glas und/oder Acryl als Isoliermaterial. Insbesondere die Verwendung von Acryl ist im Kontext von inkorporierten Anwendungen seit den 1960er Jahren üblich und erprobt. Im Rahmen der Erfindung kann ein elektrischer Leiter, insbesondere ein Draht, in Glas bzw. Acryl eingegossen sein, um eine elektrische Isolierung aufzuweisen. Um das magnetische Feld mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung messen zu können, kann insbesondere der Messabschnitt einen elektrischen Leiter umfassen. In diesem wird eine Spannung induziert, welche zu einem Induktionsstrom führt.
Vorzugsweise ist der elektrische Leiter aus einem Metall hergestellt.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der elektrische Leiter eine Elektrolytlösung. Dies ermöglicht es mit Vorteil, die elektrischen
Eigenschaften des Leiters auf einfache Weise bei der Herstellung einzustellen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Messabschnitt als am proximalen Ende geschlossener Hohlzylinder ausgestaltet, dessen Mantelfläche den elektrischen Leiter umgibt. Im Inneren des Hohlzylinders kann mit Vorteil der elektrische Leiter untergebracht sein. Insbesondere kann das Innere des Hohlzylinders mit einer Elektrolytlösung gefüllt sein, wobei die Sonde aus einer hohlzylindrischen Glashülse gezogen ist, welche an der Sondenspitze verschlossen ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht erfindungsgemäß mit Vorteil eine Minimierung des
Sondenquerschnitts. Dies ist insbesondere für eine Anwendung am Hirn vorteilhaft. Die Ausgestaltung als hohlzylindrische Glashülse erfüllt zudem erfindungsgemäß die Funktion einer elektrischen Isolierung des als Elektrolytlösung ausgestalteten elektrischen Leiter von dem Organ.
Besonders günstig ist es im Rahmen der Erfindung, wenn Ableitmittel zum Ableiten eines in einem elektrischen Leiter empfangenen Messsignals zu einer Auswerte- und/oder Steuereinheit vorgesehen sind. Gemäß dieser Ausgestaltung kann eine Auswertung und/oder Steuerung der Messsonde räumlich getrennt von der Messung, insbesondere auch extrakorporal, erfolgen. Insbesondere können die Ableitungsmittel als Ableitdraht ausgestaltet sein.
Um Verfälschungen des Messsignals beim Transport über die Ableitmittel zu vermeiden, sind in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Ableitmittel mit einer elektromagnetischen Schirmung versehen. Die Schirmung dient erfindungsgemäß zur Vermeidung einer Verfälschung durch insbesondere bei höheren Frequenzen auftretende elektrische und/oder magnetische Felder. Insbesondere muss eine Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen, die sowohl eine magnetische als auch eine elektrische Komponente besitzen, sichergestellt sein. Die Schirmung dient erfindungsgemäß dazu, eine störungsfreie Signalübertragung und -Verarbeitung sicherzustellen. Zur Schirmung kann jede dem Fachmann für sich genommen bekannte Maßnahme dienen. Für den Fall, dass die Messsonde als am proximalen Ende verschlossene hohlzylindrische Glashülse, in deren Inneren ein elektrischer Leiter angeordnet ist, ausgestaltet ist, kann im Rahmen der Erfindung Schirmung durch
Aufdampfen eines metallischen Überzugs erreicht werden, so dass nur die proximale Sondenspitze an der Messung teilnimmt.
Für Anwendungen am Fierzen als Verweilsonde kann die Messsonde in Weiterbildung der Erfindung mit Verankerungsmitteln zum Verankern im und/oder an dem Organ versehen sein. Beispielsweise kann der proximale Messabschnitt mit einem äußeren Schraubengewinde versehen sein, um die erfindungsgemäße Messsonde im Muskelgewebe, beispielsweise des Fierzen, zu verankern. Da die magnetischen Feldebenen des erregten Flerzens jeweils planparallel zu den Kammerwänden des Flerzens ausgerichtet sind, kann im Rahmen der Erfindung der Messabschnitt der erfindergemäßen Messsonde möglichst senkrecht zur Oberfläche der Kammerwand eingestochen werden, damit der ebenfalls senkrecht ausgerichtete Induktionsspannungsvektor optimal erfasst werden kann. Dies kann im Rahmen der Erfindung mit geeigneten Verankerungen, welche entlang des Umfangs der Messsonde angeordnet sind und welche mit Widerhaken versehenen sind, erreicht werden.
Um die Messsonde in das Organ, insbesondere in den Herzmuskel, einführen zu können, kann die Messsonde in Ausgestaltung der Erfindung eine Steifigkeit aufweisen und/oder an einem proximalen Ende mit Schneidmitteln versehen sein, um sie in das Organ einzuführen. Die Schneidmittel können in der elektrischen Isolierung ausgeformt sein.
Insbesondere kann im Falle eines Eingießens eines elektrischen Leiters in Acryl oder Glas das proximale Ende mit einer angeschrägten Klinge versehen sein.
Für einen besonders einfachen Aufbau kann erfindungsgemäß die
Vorrichtung unipolar ausgestaltet sein. In diesem Falle genügt es mit Vorteil, in dem zu messenden Organ lediglich eine Messsonde zu platzieren, da die Messung gegenüber einer externen Referenz, beispielsweise einem Gehäuse, vorgenommen wird.
Wenn in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung die Auswerte- und/oder Steuereinheit zum, vorzugsweise sequentiellen, Betreiben der Messsonde in einem Messmodus und in einem Schrittmachermodus ausgestaltet ist, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Vorteil auch für
Anwendungen eingesetzt werden, die sowohl eine Messung als auch eine Schrittmacherfunktion miteinander verbinden. In diesem Fall lässt sich die Messsonde zusätzlich auch als aktive Schrittmacherelektrode nutzen. Hintergrund ist, dass Messung und Impulsgabe stets zeitlich voneinander getrennt erfolgen. Gemäß dieser Ausgestaltungsform sind die
metallischen Verankerungssysteme elektrisch mit der Abschirmung am Ableitdraht angeschlossen. In diesem Zusammenhang sind in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Verankerungsmittel elektrisch an die elektromagnetische Schirmung der Ableitmittel angeschlossen.
Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter
Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
Fig. 1 : schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Messsonde zum
Messen eines Magnetfeldes im Flerzmuskel;
Fig. 2: Detaildarstellung einer bevorzugten Ausgestaltungsform einer 1.
Ausgestaltungsform einer Messsonde nach der Erfindung;
Fig. 3: schematische Detaildarstellung einer 2. Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Messsonde mit elektromagnetischer
Schirmung;
Fig. 4: schematische Detaildarstellung einer 3. Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Messsonde mit Widerhaken zur Verankerung;
Fig. 5: schematische Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen
Messsonde in einer weiteren Ausgestaltungsform mit einem
Außengewinde zur Verankerung;
Fig. 6: schematische Detaildarstellung einer weiteren Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Messsonde, welche auch als aktive Schrittmacherelektrode nutzbar ist. Die Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltungsform einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung induktiv-magnetischer Felder der Zellmembranen eines Flerzmuskels 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist als Kernstück eine Messsonde 2 auf. Die Messsonde 2 ist, wie in dem Detailausschnitt 3 zu erkennen, im Muskelgewebe 4 des Flerzmuskels 1 eingebracht. Ein proxymaler
Messabschnitt 5 der Messsonde 2 ragt dabei in das Muskelgewebe 4 des Flerzmuskels 1 hinein. Das in dem Messabschnitt 5 der Messsonde 2 aufgefangene Messsignal wird über einen Ableitdraht 6 an einen externen Monitor 7 abgeleitet. Die generelle Architektur entspricht dabei im
Wesentlichen jener einer unipolaren Elektrode, wie sie herkömmlich zur Messung von elektrischen Strömen von Flerz, FHirn und peripheren Nerven eingesetzt wird. Der Monitor 7 ist mit einer Anzeigeeinheit 8 versehen, um die von der Messsonde 2 im Muskelgewebe 4 des Flerzmuskels 1 über den Ableitdraht 6 an den Monitor 7 geleiteten Messesignale zu
visualisieren.
Die Fig. 2 veranschaulicht schematisch im Detail eine erste
Ausgestaltungsform des Messabschnitts 5 einer Messsonde 2 nach der Erfindung. Dabei zeigt Fig. 2 lediglich den proximalen Messabschnitt 5 der Messsonde 2. Wie in Fig. 2 zu erkennen, weist der Messabschnitt 5 der Messsonde 2 im Innern einen elektrischen Leiter 9 auf. Der
elektrische Leiter 9 kann als Metalldraht ausgestaltet sein.
Weiter ist in der schematischen Darstellung gemäß Fig. 2 zu erkennen, dass der Metalldraht 9 in eine elektrische Isolierung 10 eingegossen ist. Die elektrische Isolierung 10 weist Glas und/oder Acryl als Isoliermaterial auf. Die elektrische Isolierung 10 isoliert den Metalldraht 9 im Innern des Messabschnitts 5 der Messsonde 2 vollständig gegenüber dem zu vermessenden Organ, am Beispiel der Fig. 1 also vollständig gegenüber dem Muskelgewebe 4 des Herzmuskels 1. Am proximalen Ende 1 1 des Messabschnitts 5 der Messsonde 2 ist die elektrische Isolierung 10 mit einer in axialer Richtung abgeschrägten Klinge 12 ausgeformt. Der Messabschnitt 5 ist mit einer Steifigkeit ausgestattet, welche das
Einstechen mithilfe der Klinge 12 in das zu messende Organ,
beispielsweise in das Muskelgewebe 4 des Herzmuskels 1 , ermöglicht. In der Fig. 2 nicht dargestellt ist die elektrische Anbindung des Ableitdrahts 6 an den Metalldraht 9.
Fig. 3 zeigt in einer anderen bevorzugten Ausgestaltungsform den proximalen Messabschnitt der Messsonde 2 der Vorrichtung gemäß der Erfindung. Der Aufbau entspricht im wesentlichen dem Messabschnitt 5 gemäß Fig. 2. Zusätzlich zu der Ausgestaltung des Messabschnitts gemäß Fig. 2 ist der Messabschnitt 5 an einem distalen Ende 13 mit einer elektromagnetischen Schirmung 14 versehen, welche den sich an den elektrischen Leiter 9 anschließenden Ableitdraht 6 elektromagnetisch abschirmt. Die Ausgestaltung der Schirmung 14 kann in jeder beliebigen, dem Fachmann für sich genommen bekannten Art ausgestaltet sein, um insbesondere bei höheren Frequenzen auftretende elektrische und/oder magnetische Felder von dem Ableitdraht 6 fernzuhalten.
Die Fig. 4 zeigt wiederum in einer schematischen Darstellung noch eine weitere Ausgestaltungsform des proximalen Messabschnitts 5 einer Messsonde 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau des
Messabschnitts 5 entspricht im wesentlichen jenem gemäß Fig. 3.
Zusätzlich zu dem Messabschnitt 5 gemäß Fig. 3 weist der
Messabschnitt 5 in der Ausgestaltungsform, welche in Fig. 4
veranschaulicht ist, am Umfang im Bereich des proximalen Endes 11 angebrachte Widerhaken 15 auf. Die Widerhaken 15 dienen zur
Verankerung der erfindungsgemäßen Messsonde 2 im Muskelgewebe 4 des Herzmuskels 1. Fig. 5 zeigt einen proximalen Messabschnitt 5 der erfindungsgemäßen Messsonde 2 in einer weiteren Ausgestaltung. Der Aufbau entspricht wiederum im wesentlichen jenem des Messabschnitts 5, welcher in Fig. 3 gezeigt ist. Zusätzlich zu den in Fig. 3 veranschaulichten Merkmalen weist der Messabschnitt 5 gemäß Fig. 5 jedoch ein nur schematisch
dargestelltes Außengewinde 16 auf. Das Außengewinde 16 des
Messabschnitts 5 der erfindungsgemäßen Messsonde 2 dient ebenfalls zur Verankerung des Messabschnitts 5 der Messsonde 2 im
Muskelgewebe 4 des Flerzmuskels 1.
Schließlich veranschaulicht Fig. 6 eine weitere vorteilhafte
Ausgestaltungsform des Messabschnitts 5 einer erfindungsgemäßen Messsonde 2. Der Messabschnitt 5 der erfindungsgemäßen Messsonde 2, welche in Fig. 6 gezeigt ist entspricht im wesentlichen jenem, welcher in Fig. 3 veranschaulicht ist. Zusätzlich weist er jedoch ein metallisches Verankerungssystem 17 an seinem distalen Ende 13 auf. Das metallische Verankerungssystem 17 ist am Ansatz der Schirmung 14 montiert und mit dieser elektrisch kurzgeschlossen. Das metallische
Verankerungssystem 17 kann eine Schrittmacherfunktion ausüben.
In allen Ausgestaltungsvarianten gemäß den Figuren 2 bis 6 ist der proximale Messabschnitt 5 vom proximalen Ende 1 1 bis zum distalen Ende 13 vorzugsweise etwa 5 mm lang. Keine der Darstellungen in den Figuren 1 bis 6 ist maßstabsgerecht.
Um mit der erfindungsgemäßen Messsonde 2 induktiv-magnetische Felder erregter Zellmembranen des Muskelgewebe 4 des Flerzmuskels 1 zu messen, wird die Messsonde 2, wie in Fig. 1 in dem Detailausschnitt 3 zu erkennen, mit dem proximalen Messabschnitt 5 in das Muskelgewebe 4 eingebracht. Zum Verankern des Messabschnitts 5 der Messsonde 2 im Muskelgewebe 4 dienen bei den Ausgestaltungen gemäß Fig. 4 die Widerhaken 15, in den Ausgestaltungen gemäß Fig. 5 das
Außengewinde 16 bzw. in den Ausgestaltungen gemäß Fig. 6 das metallische Verankerungssystem 17.
Der in das Muskelgewebe 4 eingebrachte proximale Messabschnitt 5 der Messsonde 2 ist aufgrund der elektrischen Isolierung 10 von dem umgebenden Muskelgewebe 4 des Flerzmuskels 1 elektrisch isoliert. Elektrische Ströme können somit nicht vom Muskelgewebe 4 in den elektrischen Leiter, also den Metalldraht 9, übertragen werden. Über den im proximalen Messabschnitt 5 in die elektrische Isolierung 10
eingebetteten Metalldraht 9 vermag der Messabschnitt 5 jedoch induktiv magnetische Felder der Zellmembranen im Muskelgewebe 4 zu detektieren. Dies geschieht mittels Induktion einer Spannung im
Metalldraht 9. Die induzierte Spannung führt zu einem elektrischen Strom im Metalldraht 9. Dieser wird über den Ableitdraht 6 an den externen Monitor 7 weitergeleitet. Im Monitor wird er über eine Anzeigeeinheit 8 visualisiert.
Um zu verhindern, dass das Messsignal im Ableitdraht 6 gestört wird, ist der Ableitdraht 6 durchgehend und insbesondere im Übergangsbereich zwischen dem proximalen Messabschnitt 5 der Messsonde 2 mit einer elektromagnetischen Schirmung 14 versehen.
Die Ausgestaltungsform gemäß Fig. 6 ermöglicht über eine geeignete Steuerung innerhalb des Monitors 7 einen alternierenden Betrieb als Messsonde und als aktive Schrittmacher-Elektrode. Für den
Schrittmacherbetrieb wird über das metallische Verankerungssystem 17 und die elektrische Abschirmung 14 ein Impuls zur Stimulation des Muskelgewebes 4 des Flerzmuskels 1 abgegeben. Während dessen erfolgt keine Messung. Im Rahmen der Erfindung kann anstelle des Metalldrahts 9 auch eine Elektrolytlösung als elektrischer Leiter verwendet werden. In diesem Fall ist die elektrische Isolierung 10 zweckmäßig als am proximalen Ende 1 1 verschlossene Glashülse ausgestaltet. Mit der offenbarten Messsonde 2 kann mit Vorteil eine Messung induktiv magnetischer Felder als elektrophysiologische Kenngröße eines Organs vorgenommen werden, welche im Vergleich zu einer Messung elektrischer Ströme als elektrophysiologische Größe weniger fehleranfällig ist.
BEZUGSZEICHENLISTE
Herzmuskel
Messsonde (2)
Detailausschnitt
Muskelgewebe
proximaler Messabschnitt (5)
Ableitdraht
Monitor
Anzeigeeinheit
Metalldraht
elektrische Isolierung (10)
proximales Ende
Klinge
distales Ende
Schirmung (14)
Widerhaken
Außengewinde
metallisches Verankerungssystem

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung (2, 6, 7) zur in vivo Messung einer
elektrophysiologischen Größe eines Organs (1 ), insbesondere Herz, Hirn und/oder periphere Nerven, umfassend eine Messsonde (2) mit einem proximalen Messabschnitt (5) zum Kontaktieren des
Organs (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass die
elektrophysiologische Größe ein von dem Organ (1 ) ausgehendes induktiv-magnetisches Feld ist, wobei die Messsonde (2) zum
Messen eines Magnetfeldes ausgestaltet ist.
2. Vorrichtung (2, 6, 7) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Messabschnitt (5) mit einer elektrischen Isolierung (10) versehen ist, um die Messsonde (2) elektrisch von dem Organ (1 ) zu isolieren, wobei die Isolierung (10) für Magnetfelder durchlässig ausgestaltet ist.
3. Vorrichtung (2, 6, 7) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Isolierung (10) Glas und/oder Acryl als Isoliermaterial umfasst.
4. Vorrichtung (2, 6, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messabschnitt (5) einen elektrischen Leiter (9) umfasst.
5. Vorrichtung (2, 6, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (9) aus einem Metall hergestellt ist.
6. Vorrichtung (2, 6, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (9) eine Elektrolytlösung umfasst. 7. Vorrichtung (2, 6,
7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messabschnitt (5) als am proximalen Ende (1 1 ) geschlossener Hohlzylinder ausgestaltet ist, dessen Mantelfläche den elektrischen Leiter (9) umgibt.
8. Vorrichtung (2, 6, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ableitmittel (6) zum Ableiten eines in einem elektrischen Leiter (9) empfangenen Messsignals zu einer Auswerte- und/oder Steuereinheit (7) vorgesehen sind.
9. Vorrichtung (2, 6, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitmittel (6) als
Ableitdraht ausgestaltet sind.
1 0. Vorrichtung (2, 6, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitmittel (6) mit einer elektromagnetischen Schirmung (14) versehen sind.
1 1 . Vorrichtung (2, 6, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsonde (2) mit Verankerungsmitteln (15, 16, 17) zum Verankern in und/oder an dem Organ (1 ) versehen sind.
1 2. Vorrichtung (2, 6, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsonde (2) eine
Steifigkeit aufweist und/oder dass die Messsonde (2) an einem proximalen Ende (1 1 ) mit Schneidmitteln (12) versehen ist, um sie in das Organ (1 ) einzuführen.
1 3. Vorrichtung (2, 6, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie uni polar ausgestaltet ist.
1 4. Vorrichtung (2, 6, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und/oder Steuereinheit (7) zum, vorzugsweise sequentiellen, Betreiben der Messsonde (2) in einem Messmodus und in einem
Schrittmachermodus ausgestaltet ist.
15. Vorrichtung (2, 6, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungsmittel (17) elektrisch an die elektromagnetische Schirmung (14) der
Ableitmittel (6) angeschlossen sind.
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