DE1764790A1

DE1764790A1 - In den lebenden Koerper einpflanzbare Elektroden

Info

Publication number: DE1764790A1
Application number: DE19681764790
Authority: DE
Inventors: Tachick Henry Norman
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1967-08-15
Filing date: 1968-08-07
Publication date: 1971-11-04
Also published as: CA960758A; US3472234A; NL6811039A

Description

Dr. Horst SchüJer Patentanwalt

β Frankfurt/Main 1

fcliddaatr. 52

8. Aug. 1968

882-8DX-1212

General Electric Company, 1 River Road, Schenectady, N.Y. /USA

In den lebenden Körper einflanzbare Elektroden

Die Erfindung bezieht sich gane allgemein auf ein ohirurgisches Instrument und insbesondere auf ein Instrument, das bei chirurgischen Eingriffen in den menschlichen Körper eingepflanzt werden kann, um eine elektrische Verbindung awischen einem Organ und einer Stromquelle herzustellen-.

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Pathologische Zuatände von Organen» beispielsv/eise des Herzensj werden häufig dadurch gelindert, daß die Tätigkeit des Organs durch elektrische Impulse von einer Stromquelle angeregt wird, die in den Körper eingepflanzt ist. Im frühen Stadium der Entwicklung dieses Verfahrens wurde die Stromquelle an einer Stelle eingepflanzt, und von der Stromquelle gingen Leiter aus, deren nichtisolierte Enden in das Organ eingenäht wurden, um elektrische Anschlüsse zu bilden. Wenn die Herztätigkeit angeregt werden sollte, erforderte dieses Verfahren ein öffnen des Brustkorbes, was zweifellos Nachteile mit sich brachte. Außerdem sind Elektroden oder Leiter entwickelt worden, die kein öffnen des Brustkorbes mehr erforderlich machten und bei denen wenigstens die niohtisolierten Enden schraubenförmig, starr und scharf «ugeepitzt ausgebildet waren, so daß sie in das Qewebe des Organs eingeschraubt werden konnten. Zu diesem Zweck führte man eine hohle Nadel in den Brustkorb ein, bis das entfernte Ende der Nadel den Herzmuskel berührte. Dann wurde der Leiter von dem nahen zu dem entfernten Ende der Nadel geführt und in den Herzmuskel eingeschraubt; danach wurde die Nadel nach rückwärts von dem Leiter abgezogen. Das nahe Ende des Leiters wurde dann an der eingepflanzten Stromquelle angeschlossen und abgedichtet. Obwohl der chirurgische Eingriff duroh diese Konstruktion vereinfacht wurde, hatte sie doch den Nachteil ,daß während dee Eingriffe mehr erforderlich war als ein einfaches Einstecken einer Laifcung in dia eingepflanzte Sti oniqualle.

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Daher besteht ein Ziel der Erfindung darin, eine in den lebendigen Körper einpflanzbar« Elektrode vorzuschlagen, die keine Öffnung des Brustkorbes erfordert, leicht einsetzbar ist, die Verletzung des Patienten verringert, haltbar, flexibel und von geringer Kasse ist, eine einwandfreie elektrische Verbindung su dem Körpergewebe herstellt und einfach an eine-eingepflanzte Stromquelle zur Anregung der Organtätigkeit angeschlossen werden kann.

Die erfindungagemäßen Elektroden ermöglichen es, elektrische Verbindungen zwischen einem Organ und einer Stromquelle auf neue und einfachere Weise herzustellen. Eine Ausführungsform der neuen Elektrode weist zwei Leiter auf, die von einem Stecker ausgehen, der in eine eingepflanzte Stromquelle einschnappt und selbsttätig eine gute Abdichtung mit der Stromquelle herbeiführt. Jeder Leiter weist ein Kabel aus feinen Drähten auf, das isoliert und als bleibend verformte Spirale augebildet ist. Die Isolation des Kabels besteht aus einem dünnen Überzug aus Teflon oder dergl.; nur an seinem von der Stromquelle entfernten Ende ist das Kabel nicht isoliert und starr ausgebildet. Das starre Ende ist ebenso wie das Kabel spiralenförmig ausgebildet und läuft spitz zu. Wenigstens eine Spiralwindung in der Endzone ist verformt oder unrund gemacht, so daß innerhalb der Spirale koaxial ein flaches Stilett so weit eingeführt werden kann,

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bie es in die verformte Windung eingreift oder eich damit verkeilt· Das Stilett wird dann gedreht, um die Spitze der Spirale in das Organgewebe hin*inzubewegen oder zu -schrauben.

Zur Durchführung dieses Verfahrens braucht man lediglich einen Einschnitt oder ein Mediastinoskop (nicht gezeigt), das eine Trommel und einen Pistolengriff aufweist. Die Trommel hat einen Durchmesser von ungefähr 19 mm (3/4") und ist Über ihre ganze Länge in Längsrichtung geschlitzt. In dem Griff ist eine Lichtquelle vorgesehen, und ein kleines durch Metall abgeschirmtes Bündel liohtleitender Fasern (fiber optics) erstreckt sich von der Lichtquelle zu dem Ende der Trommel, so daß das entfernte Ende erleuchtet ist, wenn es durch einen Schnitt in einen Hohlraum im Körper eingeführt wird.

Wenn die Trommel des Mediaetinoskops eingeführt wird und sich das entfernte Ende in der Nähe des Herzens befindet, falls es sich um das Herz handelt, wird ein spiralförmiger Leiter durch die Trommel hinabgelassen, bis sein zugespitztes Snde das Herz berührt. Ein flaches Drahtstilett wurde vorher durch die Windungen der Spirale heruntergelassen und innerhalb der Spirale vorwärts geschoben, bis " das Ende des Stiletts auf die verformte Windung der Spirale stößt. Das STilett wird gedreht, um die Spitze des Leiters in das Organ hineinzusohrauben, und dann zurückgezogen. Die Spitze wird schließlich durch Bildung von faserigem Gewebe

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festgehalten. Nachdem alle Leiter befestigt worden sind, wird das Mediastinoskop herausgezogen; die Trommel des Mediastinoskops braucht aber nicht über die spiralförmigen Leiter und den Stecker abgestreift zu werden, denn die Leiter können durch den seitlichen Schlitz der Trommel hin duröhgeschoben werden.

Nachstehend soll die Erfindung anhand einer Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der Zeichnungen näher beschrieben

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer in den Körper einpflanzbaren Elektrodenanordnung nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch das Verbindungsende oder das linke Ende der Elektrode nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt perspektivisch einen vergrößerten Ausschnitt des von der Stromquelle entfernten, spiralförmigen, starren Endes des Leiters mit eingesetztem Stilett, so daß ersichtlich ist, wie die Spirale in ein Organ hineingeschraubt werden kann.

Fig. >\ zeigt einen Sohnitt entlang der Linie 4 - 4 in Fig. 3

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform nach der Erfindung, und

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Pig. 6 zeigt einen senkrechten Teilschnitt durch den Stecker oder das linke Ende der Elektrodenanordnung nach Pig. 5.

Nun soll auf Pig. 1 Bezug genommen werden. Die erfin^ungsgemäße Elektrodenanordnung weist einen Verbindungssteoker 10 aus gegossenem Kunststoff mit einem Paar Verbindungestiften 11 auf, die an einem Ende hervorstehen. Die Stifte sind von einer Metallhülse 12 umgeben, die eine abgeflachte Stelle 13 aufweist, welche die richtige Steckverbindung mit einem passenden Stecker an der einpflanzbaren Stromquelle (nicht gezeigt) erzwingt. Aue der rechten Seite des Steckers 10 ragen zwei Ieolierröhrchen 14 aus Silikonkautschuk, und aus diesen Röhrchen führen zwei spiralförmig gewickelte, isolierte Leiter 15 heraus. Die Röhrchen 14 sind innen im Bereich zwisohen dem Stecker und den mit der Bezugsziffer 16 versehenen Punkten mit einem selbsthärtenden, flexiblen Silikonkleber für medizinische Zwecke gefüllt. Auf diese Weise kann keine Körperflüssigkeit in den Stecker

Weitere Einzelheiten über den Stecker 10 sind aus der Teilansioht nach Pig. 2 ersiohtlioh. Der Stecker 10 weist eine äußere Hülle 17 aus Silikonkautschuk und eine innere Hülle 18 auf, welche die Röhrchen 14 umschließt, die von dem Stecker ausgehen. Der mit 19 bezeichnete Raum und andere Silkonkautschukgrenzflachen sind mit Silikonkleber gefüllt, um das Eindringen von Flüssigkeiten zu verhindern.

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Der Leiter 15 ist ein isoliertes Kabel, das aus vielen außerordentlich dünnen, versilberten Drähten aus nicht-* rostendem Stahl besteht. Das Kabel hat einen Querschnittdurchmesser von ungefähr 0,46 mm (0,018 inch), einschließlich seines dünnen Isolierüberzuges. Die dünne flexible Isolierschicht kann aus Teflon oder einem anderen geeigneten Isoliermaterial bestehen, ist 0,025 mm bis 0,05 mm (0,001 bis 0,002 inch) stark und wird aufgebracht, bevor das Kabel als Spirale bleibend verformt wird. Das von der Stromquelle entfernte Ende der Spirale, das in Fig. 1 im Bereich der Klammer 20 liegt und in Fig. 3 vergrößert dargestellt ist, ist nicht isoliert; daher ist es leitend, wenn es in ein Organ hineingeschraubt wird.

Nun soll unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 das entfernte Ende 20 der Elektrode betrachtet werden. Die leitende, von

liegende der Stromquelle entfernt/ Spitze muß starr sein, damit sie in das Gewebe hineingeschraubt werden kann. Zu diesem Zweck wird das Kabelende vorzugsweise durch Gesenkschmieden mit einem dünnen Röhrchen 21 aus rostfreiem Stahl versehen, das zu einer scharfen Spitze 22 geschliffen wird. Ungefähr vier Kabelwindungen sind mit dem Röhrchen 21 überzogen, so daß das starre Ende entlang der Spiralenachse gemessen, ungefähr 1 cm lang ist. Einige weitere mit 23 bezeichnete Kabelwindungen, die in Fig. 3 punktiert gezeichnet sind und sich an die durch das Rohr 21 verstärkten Windungen anschließen, sind

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auB Gründen größerer Biegsamkeit und eines allmählichen Obergange8 der Beanspruchung auch nicht isoliert. Die wenigen nicht isolierten und biegsamen Windungen 23 können in das Organ eingeschraubt werden, so daß im Falle eines Bruchs an der Obergangsstelle zu dem starren Abschnitt immer noch eine elektrische Leitung vorhanden ist. Alle auf diese wenigen Windungen 23 folgenden Windungen haben eine Isolierung 30 aus Teflon oder einem anderen Material» die sich bis in den Stecker 10 hinein erstreckt.

Eine der starren Windungen am Endteil ist abgeflacht, wie es unter der Bezugsziffer 24 in Fig. 3 und 4 gezeigt ist. Diese Verformung ermöglicht, daß der spiralförmige Leiter innen von einem entsprechend ausgebildeten Ende eines SondenfObrere oder Stiletts 25 erfaßt wird. Wenn das Ende des Stiletts 25 im Bereich der verformten Windung 2k eingepaßt ist, schraubt sich die Spitze 22 des starren Leiterendes durch Drehen des Stiletts in das Organ hinein. Normalerweise wird das Stilett koaxial in den Innenteil des spiralförmigen Leiters durch einen Windungszwischenraum eingeführt, der in irgendeinem Abstand von dem in das Organ einzuführenden Ende liegt und dann wird das Stilett axial weitergeführt, bis sich das Stilettende mit der verformten Windung im starren Bereich des Leiters verkeilt.

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Wie bereits erwähnt, wird das Röhrchen 21 durch Gesenkschmieden auf einen nichtisolierten Teil des Kabels aufgebracht, bevor das Kabel als Spirale gewickelt wird. In einem praktischen Fall hatte das Röhrchen 21 Innen- und AußendurchmesBer von 0,43 mm (0,017 inch) bzw. 3,1 mm (0,123 inch), und die Länge war ausreichend, damit, es sich über vier Kabelwindungen erstreckte. Der Querschnitt des Kabels ist normalerweise ein wenig größer als der Innendurchmesser des Röhrchens, so daß das Kabel, während das Röhrchen aufgesogen ist, etwas gestreckt wird und sein Durchmesser abnimmt. Die Innen- und Außendurchmesser der Spiralwindung betragen ungefähr 1,17 mm (0,046 inch) bzw. 1,98 mm (0,078 inch). Es sei bemerkt, daß das Ende des Kabels auch auf andere Weise als durch Anbringung eines Metallröhrchens versteift werden kann, beispielsweise durch Aufbringen von Silberlot.

Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung. Dabei ist nur ein spiralförmiger Leiter 15 zum direkten Anschluß an das anzuregende Organ vorgesehen. Der andere Leiter, der den Stromkreis vom Organ zurück zu der Stromquelle schließt, besteht aus mehreren Gruppen 26 von jeweils zahlreichen Windungen nichtisolierten Kabels, das um den Stecker 10 herumgewickelt ist, wie es in Pig. 5 gezeigt ist. Wie aus Big. 6 ersichtlich ist, führt der spiralförmige Leiter 15 aus einem Isolierrohr 14 aus Silikonkautschuk heraus, wie es bereits im Zusammenhang mit der Ausführung β form nach Fig. 1 beschrieben worden ist. Der andere,

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nicht isolierte Leiter, der um den Stecker herumgewickelt ist, ragt aus einem ähnlichen Isolierrohr 27 heraus, das innerhalb des Steckers endet. Ein gerader Teil 28 des Leiters verläuft parallel zu dem Rohr 14 bis zu einer Öffnung 29 in der Hülse 18 und wird dann auf gezeigte Weise außen um den Stecker herumgewickelt. Die verschiedenen Gruppen 2r> der Kabelwindungen bilden eine großflächige Elektrode, die die erhöhte Impedanz ausgleicht, die sich sonst aus der Länge des Rückweges ergeben würde, der von den Punkt in dem Organs aus, wo das Ende des spiralförmigen Leiters 15 eingeschraubt ist, duroh anderes Körpergewebe führt.

Zusammenfassend sei gesagt, daß eine Elektrode beschrieben wurde, die @s ermöglicht, eine schnelle und dauerhafte Verbindung mit einem prgan dadurch herzustellen, daß ein spiralförmig ausgebildetes Ende mit einem Stilett bzw. Sondenführer in das Organ hineingesohraubt wird. Der spiralförmige Leiter ist isoliert und flexibel in dem Raum zwischen den Organ und der Körperoberfläche, wo ein Verbindungssteoker ein schnelles Anschließen an eine subkutan eingepflanzte Stromquelle erleichtert. Der zum Befestigen der Elektrode erforderliche chirurgische Eingriff ist für den Patienten weniger sohmerehaft; er besteht lediglich darin, daß ein vergleichsweise kleiner Einschnitt für die Zuleitungen der Elektroden gemacht wird oder daß ein Mediastinoskop eingeführt wird, und daß nach der Befestigung der Elektroden an dem Organ die Leiter in einem Oberfläohenschnitt su der Stromquelle verlegt werden, und daß die Einschnitte dann vernäht werden.

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Claims

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Patentansprüche:

I))In einen Körper einpflanibare Elektrodenanordnung alt einem Ton einem Stecker ausgehenden flexiblen, isolierten Leiter, dessen entferntes Ende zur Befestigung an einen Organ ausgebildet ist, dad u roh gekennzeichnet, da* «in Leiter (15) an seinen nicht isolierten Endteil (20) die Form einer starren Spirale aufweist, die wischen ihren Enden auf mindestens einer Windung einen nit eine« Sohlüssel ergreifbaren Teil (2*0 hat, eine schlanke SohlQsselvorriohtung (23) koaxial in die starre Spirale βinführbar ist, so daÄ die Spirale mittels des eohlüsselartigen Teiles (2k) in ein Organ einaohraubbar ist.

2) Einpflanzbare Elektrodenanordnung naoh Anspruch 1, da· duroh gekennzeichnet, daft der alt einen Schlüssel erfaßbare Abschnitt eine Verformung in wenigstens einer der starren Windungen ist.

3) Einpflanebare Elektrodenanordnung naoh Anspruoh 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daft der Leiter (15) ein flexibles Drahtkabel aufweist und wenigstens die erste Windung hinter dem starren, entfernten Ende des Kabels nicht isoliert ist.

M) Einpflansbare Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daÄ die

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starre Spirale ein dünnes Mttallröhrehen aufweist, das genau auf das entfernte Ende des flexiblen Kabels aufgepaftt ist und es versteift.

5) Einpflansbare Elektrodenanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn ■ eiohnet , daß ein sweiter nichtisolierter Leiter aus das Stecker und der Steokerisolierung herausgeführt ist und ton dem Austrittepunkt ab um den Steoker herumgewickelt ist (26), so daft eine großflächige Elektrode gebildet ist.

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