DE2533766A1

DE2533766A1 - Transvenoese, implantierbare herzschrittmacherelektrode

Info

Publication number: DE2533766A1
Application number: DE19752533766
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl Ing Bisping
Original assignee: BISPING HANS JUERGEN
Current assignee: BISPING HANS JUERGEN
Priority date: 1975-07-29
Filing date: 1975-07-29
Publication date: 1977-02-03
Also published as: CA1081794A; JPS5231592A; GB1560411A; SE7608505L; DE2533766C2; NL7608363A; NL175883C; IT1066586B; NL175883B; SE427524B; FR2319384A1; FR2319384B1; JPS5644756B2

Description

Anmelder: Dipl.Ing. Hans-Jürgen Bisping 2533766

51 Aachen, Walhornerstraße la

Transvenöse implantierbare ^Herzschrittmacherelektrode

Die Erfindung betrifft eine transvenöse , implantierbare •herzschrittmacherelektrode, deren herznah liegendes Ende zur Fixierung spiralenförmig ausgebildet ist und durch ein am anderen Ende ausgeübtes Drehmoment in den Herzmuskel eingeschraubt wird.

Sehrittmacherelektroden stellen die elektrisch leitende Verbindung zv/ischen dem Impulsgenerator und dem zu reizenden Gewebe des Herzens dar. Bekannt geworden sind zwei Wege der Implant at ions- technik von dauerhaft liegenden Elektroden: (W.Hager; A.Seling, Praxis der Schrittmachertherapie ; F.K. Schattauer Verlag 1974)

1) nach Thorakotomie bzw. Perikardiotomie wird die Elektrode auf das Myokardgewebe genäht oder mit einer Vorrichtung von außen in das Myokardgewebe "hinein geschraubt. Diese Technik ist wegen des relativ großen operativen Eingriffs mit entsprechenden Risiken verbunden und ist daher besonders bei älteren Patienten nicht immer angebracht.

2)Bei der transvenösen Implantationsweise, die auch in örtlicher Narkose vorgenommen werden kann, wird die Elektrode über eine Vene ins Herz vorgeschoben. Schwierigkeiten dabei ergeben sich durch die Dislokationsneigung von nicht fixierbaren Elektrodenköpfen durch Herzbewegungen und Blutströmungen. Vor allen Dingen dann, wenn die aus medizinischer Sicht häufig wünschenswerte Fixierung im Vorhof vorgenommen werden soll, ist die Dislokationsneigung wegen der glatten Vorhofmuskulatur hoch. Aus dies^ G-runde sind Elektrodenausführungen vorgeschlagen worden, dia.mittels mechanischer Fixierungshilfen in Form von Metall- oder Kunst st off haken eine feste Verankerung im Herzen ' bewirken sollen.

— 2 —

609885/0616 - -

Bei einer dieser Anordnungen muß die Elektrode, die einen Draht-Widerhaken an ihrem Kopf trägt, durch ein großvolumiges Führungsrohr vorgeschoben werden. Die Wahl des Stimulati ons ort es im Herzen ist durch die Steifigkeit des Führungsrohres stark erschwert; ein Zurückziehen der Elektrode ist wegen der vorstehenden Drahthaken ebenfalls nur unter zu Hilfenahme des Pührungsrohres möglich.

Bei anderen Hakensystemen wird der Druck eines im Inneren der Elektrode liegenden Führungsdrahtes (Mandrin) dazu verwendet, einen Hakenmechanismus, der während der Einführungsphase zurückgezogen sein muß, auszufahren und in das Herzgewebe vorzuschieben. Dabei treten dann je nach Ausführungsform Hylonborsten bzw. Stahlhäkchen aus, die jedoch keinen echten " Widerhakeneffekt " bewirken. Ein sicheres Festhaken ist bei allen Hakenausführungen nur dann gewährleistet, wenn der Elektrodenkopf senkrecht zum Gewebe liegt. Kommen nämlich derartige Elektroden unter einem spitzen Winkel zu liegen, kann es vorkommen, daß nur noch einer der Haken im Eingriff ist und die Elektrode bei entsprechend gerichteten Kräften, etwa durch Blutströmungen oder Herzbewegungen₇disloziert.

Sollen derartige Elektroden aus dem Herzen zurückgezogen werden, so muß bei einer Ausführungsart zunächst der Hakenmechanismus durch einen Uylonfaden zurückgezogen werden bzw. bei einem anderen Elektrodentyp die Elektrode mitsamt den ausgefahrenen Häkchen zurückgezogen werden.

Es ist daher Ziel der in der Erfindung vorgeschlagenen Elektrode, leicht und ohne zusätzliche Hilfselemente transvenös implantierbar zu sein. Vor allen Dingen soll sie, entprechend den Forderungen einer optimalen Elektrotherapie de3 Herzens , eine zuverlässige Fixierung im glattwandigen Yorhof ermöglichen. Sollte es sich bei der Implantation als nötig erweisen, die Elektrode an einer anderen als der zuerst gefundenen Stelle zu plazieren, soll die erfindungsgemäße Elektrode I nach der Fixierung wieder leicht gelöst werden können, um anschließend an einer anderen Stelle plaziert zu werden.

609885/0 616

Diese Aufgabe wird erfindtmgsgemäß dadurch gelöst, daß das im Herzen liegende Ende des flexi jblen, eng gewendelten Leiters (1) weit gewendelt ist und die so entstandene korkenzieherartige Sp'irale (3) durch Ausübung eines Drehmomentes am anderen Ende des Leiters (1) , ohne zu Hilfenahme eines weiteren Hilfsmittels, welches die Flexibilität der Anordnung verringert, in den Herzmuskel geschraubt wird. Dabei wird ähnlich wie bei einer . biegsamen Welle vorzugsweise der innere gegen den äußeren Teil der koaxialförmig ausgebildeten Elektrode gedreht. Bei einer bevorzugten Ausführungsart wird der elektrisch leitende Teil durch den &ng gewendelten Leiter (1) , der im Inneren eines isolierenden Schlauches (2) liegt,dargestellt.

Infolge einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bewirkt eine sich im Elektrodenkopf befindende Vorrichtung -je nach Drehrichtung ein Heraus- bzw. Hereinschrauben des spiralenförmigen Teils (3) der Elektrode aus bzw. in eine Schutzhülle. Durch eine mechanische Begrenzung des Drehwinkels und ( oder ) durch röntgenologisch erkennbare Markierungen , die die jeweilige Lage von Schutzhülle und Spirale zueinander deutlich machen, ist gewährleistet, daß die Spirale nur in dem vorgesehenen Maße ( etv/a 2-4mm) in das Gewebe hineingeschraubt wird.

Die Anordnung nach der Erfindung hat eine Reihe von wesentlichen Vorteilen: Die snLralenförmige Anordnung der Elektrodenspitze erlaubt eine zuverlässige Fixierung im Herzgewebe ; ein Lösen ist nur durch Herausschrauben möglich. Ein erneuter Fixierungsversuch kann unmittelbar nach dem Herausschrauben durchgeführt werden, ohne nie Elektrode aus dem Herzen herausziehen zu müssen. Nach der Fixation können Kräfte praktisch aus jeder Richtung auf den Elektrodenkopf einwirken, ohne daß die Elektrode disloziert.

Das Vorschieben der Elektrode, deren Durchmesser sich nicht von dem von nicht fixierbaren Elektrodenanordnungen unterscheidet, erfordert kein Führungsrohr. Der Fixierungsvorgang erfordert

609885/0 616

keinen die Flexibilität der Anordnung TDeeinträchtigenden Führungsdraht ( Mandrin ); der Winkel, unter dem der Elektrodenkopf gegenüber dem Gewebe zu liegen kommen soll, ist in weiten'- ... Grenzen ohne Einfluß und es braucht nicht auf allseitige Verankerung von Häkchen geachtet zu werden.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt sind, beschrieben. Bei allen Abbildungen befindet sich die Spirale (3) noch im zurückgeschraubten Zustand.

FIG. 1 zeigt den,Elektrodenkopf im Längsschnitt mit in dem Schutzrohr ( 2 ) liegender Spirale (3) . Vorzugsweise ist eine derartige Elektrode so konstruiert, daß der gleichzeitig als elektrischer Leiter dienende Innenleiter (1) aus spiralenfö'rmig eng gewendelt em Draht ist, und an seinem im Herzen liegenden Ende (3) auf etwa 10 mm Länge weit , d.h. mit größerem Steigungswinkel , gewendelt ist. Die Außenhülle der Elektrode besteht vorzugsweise aus einem Schlauch (2) aus Isoliermaterial, in dem sich der Innenleiter (1) leicht drehen läßt. Der Isolierschlauch (2) dient am Elektrodenkopf gleichzeitig als Schutzhülle für den weit gewendelten Teil (3) der Elektrode, der während der Einführungsphase durch Venen und Klappen keine Verletzungen hervorrufen darf.Vorzugsweise! ist der vordere Teil der Spirale (3) zu einer scharfen Spitze geschliffen. Der Isolierschlauch beinhaltet am Kopfende gleichzeitig die Vorrichtung (ö) , die bei Drehung des Innenleiters den axialen Vorschub der Spirale bewirkt. Das kann, wie in FIG 1 dargestellt, z.B. dadurch erreicht werden, daß sich der weite Teil der Spirale (3) leicht drehbar in einem aus Silikonkautschuk hergestellten¹; Zylinder (5) mit Hohlgängen für die Spirale befindet»

FIG 2 zeigt eine andere Ausführungsart des Elektrodenkopfes im Längsschnitt. Die Umwandlung der Drehbewegung in axialen Vorschub wird hierbei von einem Kunstoffdraht (6) bewirkt, der unter ähnlichem Steigungswinkel wie Teil (3) des gewendelten Innenleiters durch den Isolierschlauch (2) gesteckt und an seinen

- 5 609885/0616

_ 5 —

Erden za kleinen Verdickungen (8) angeschmolzen wird, um ein Herausrutschen zu vjerhindern.

Bin vorzugsweise metallischer Ring (4) ist durch einen Silikonüberzug (7) am Ende des Schlauches (.2) befestigt und dient in beiden Ausführungsarten nach FIG 1 und PIG 2 zur Feststellung unter Röntgensieht ,wie:' weit Teil (3) des Innenleiters (1) aus der Schutzhülle herausgeschraubt ist. Der Überzug (7) dient in der Ausführung nach FIG 2 gleichzeitig dazu, die Verdickungen (8) zu verdecken, um somit eine Trombosebildung zu verhindern.

FIG 3 zeigt eine andere bevorzugte Ausführungsart des Elektrodenkopfes im Längsschnitt. Hierbei ist wiederum der Innenleiter (1) dargestellt, der gleichzeitig die elektrische Verbindung zwischen Impulsgenerator und Elektrodenkopf herstellt. Die vorderen Windungen der Spirale sind ebenfalls weit gewendelt, um ein Einschrauben in das Gewebe zu ermöglichen. Zusätzlich kann der Durchmesser der Spirale (3) und einer äußeren Spirale (9)am distalen Ende der Elektrode vergrößert sein. Der axiale Vorschub wird dadurch be- \virkt, daß sich der Innanleiter (1) auf einer bestimmten Länge mit einem ebenfalls eng gewendelten Leiter (9) mit größerem Durchmesser als dem von Leiter (1) derart im Eingriff befindet, daß eine Gewindewirkung entsteht. Im vorderen Teil des Elektrodenkopfes endet die äußere Spirale (9) in einem vom Siliconmaterial (2) nicht isolierten Ring (10), über den das Gewebe bereits vor dem Herausschrauben der Spirale (3) stimuliert werden kann.

Um bei allen Ausführungsbeispielen eine möglichst geringe Oberfläche von leitendem Material , welches mit Gewebe in Berührung kommt, zu erhalten, sind in werterer Ausgestaltung der Erfindung die für die elektrische Reizung nicht benötigten Flächen des spiralenförmigen Teils !(3) des Slekrodenkopfes mit einer Isolierschicht, vorzugsweise aus Siliconkautschuk, überzogen.

6 0-9% & 5 / 0 6 1 6

Claims

Patentansprüche:

Transvenöse, implantierbare Herzschrittmacherelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß das im Herzen liegende Ende des flexiblen, eng gewendelten Leiters (1) weit gewendelt ist und. die so entstandene Spirale (3) durch Ausübung eines Drehmomentes am anderen Ende des Leiters (1) ohne weitere Hilfsmittel in den Herzmuskel geschraubt wird.
2. Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich während der Einführungsphase der gesamten Elektrode in das Herz der spiralenförmige Teil (3) in einer Schutzhülle (2) befindet, die vorzugsweise gleichzeitig von der _; elektrisch isolierenden Hülle des flexiblen Leiters (1) dargestellt wird.
3. Herzschrittmacherelektrode nach den Ansprüchen 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, daß bei Drehung des Leiters (1) der axiale Vorschub durch eine Gewindevorrichtung erzwungen wird I
4. Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Gewindevorrichtung aus Hohlgängen in einem Kunstoff block (5) besteht, die so angeordnet! sind, daß sie die Windungen des Teils (3) exakt nachbilden und sich Teil (3) leicht darin bewegen läßt.
5. Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Gewindvorrichtung aus einem oder mehreren Kunststoffdrähten besteht, die im vorderen Teil der Elektrode unter änlichem Winkel wie der Steigungswinkel von Teil (3) durch die Schutzhülle (2) gesteckt sind und an ihren Enden zu kleinen Verdickungen (8) angeschmolzen sind, um ein Herausrutschen zu verhindern.
6. Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der axiale Vorschub durch Ineinandergreifen der Wendelungen von Leiter (1) mit den Wendelungen eines sich darum befindenden Leiters (9) bewirkt wird, wenn Leiter (1) gedreht wird.

— 7 -609885/061-6 - .
7. Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnfläche des Elektrodenkopfes ein elektrisch nicht isolierter Metallring (10) hervorsteht, der als ■vorderster Spiralring des äußeren gewendelten Leiters (9) durch engen Kontakt von Leiter (9) mit dem Innenleiter (1) galvanisch verbunden ist, sodaß über diesen Ring (10) auch vor Herausdrehen der Spirale (3) eine Reizung des Gewebes möglich ist.
8. Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß sich der Leiter (1) im vorderen Teil der Elektrode innerhalb eines außen isolierten, starren Metallzylinders befindet, dessen Innenwand mit derartigen Gewindegängen versehen ist, daß sich Leiter (1) darin dreht und in axialer Richtung einen Vorschub, erfährt.
9. Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Stirnfläche des Metallzylinders nach Anspruch den vorderen Teil der Elektrode darstellt und nicht elektrisch isoliert ist, sodaß über sie schon vor Herausdrehen der Spirale (3) eine Reizung des Gewebes möglich ist.
10.Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (3) der Spirale teilweise oder ganz mit einem elektrisch leitenden Überzug versehen ist.
.Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 1 bis 10-, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Vorschub des Teils(3) durch einen Anschla.g beliebiger Art begrenzt wird, um zu gewährleisten, daß sich die Spirale nur in dem vorgesehenen Maße in das Herzgewebe einschraubt.
12.Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Vorschub bei Drehung des Leiters (1) durch den Übergang der weiten Wendelung der Spirale (3) in. eine enge Wendelung des Teils (1) begrenzt wird, wenn die enge Wendelung von Teil (1) den Kunstoffblock (5) bzw. den Kunstoff draht (6) erreicht hat, sodaß ein Weiterdrehen nur durch ein erhöhtes Drehmoment möglich ist.

609885/0616
13.Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring (4) aus röntgendichtem Material im vorderen Teil der Schutzhülle (2) angebracht ist und mit einem Isolierstoff (7) überzogen ist, sodaß unter Röntgensicht festgestellt werden kann, wie die gegenseitige Lage der Spirale (3) und der Schutzhülle (2) ist.
14.Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß die gewendelten leiter (1) , (9) bzw. der Metallzylinder nach Anspruch 8 den Durchmesser zur Spitze der Elekrode hin verändern.
^.Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der sich in das Herzgewebe einschraubende Teil der Elektrode aus mehr als einer , gleichsinnig gewendelten Spirale besteht.
16.Herzschrittmacherelektrode nach Anspruch 1 bis 15, dadurch, gekennzeichnet, daß sich um den Isolierschlauch (2) eine weitere, gegen das Gewebe ebenfalls durch einen Schlauch isolierte Drahtspirale befindet, deren vorderer Teil nicht isoliert ist, sodaß bei Anschluß dieser äußeren Drahtspirale an einen Herzschrittmacher das Herz darüber stimuliert werden kann.

- 9

609885/0616