DE3122812A1

DE3122812A1 - Elektrodenanordnung zum einfuehren in einen katheter

Info

Publication number: DE3122812A1
Application number: DE19813122812
Authority: DE
Inventors: Kenneth S. San Clemente Halvorsen
Original assignee: Medical Testing Systems Inc Beverly Hills Calif; MEDICAL TESTING SYSTEMS Inc
Current assignee: Boston Scientific Corp
Priority date: 1980-06-09
Filing date: 1981-06-09
Publication date: 1982-03-25
Also published as: SE450683B; DE3122812C2; NL8102756A; JPS5819301B2; GB2077596B; IT1143402B; CA1173914A; IT8148638A0; JPS5722769A; FR2483786B1; SE8103573L; FR2483786A1; US4289138A; GB2077596A

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung, die derart beschaffen ist, daß ein zeitweiliges Herzschrittmachen möglich ist und Messungen von Blutgefäßen ausgeführt werden können.

Ein bekannter, durch Strömungssensor, der in Form eines Katheters ausgebildet ist und zum zeitweiligen Schrittmacher bestimmt ist, weist eine Bifilarsonde auf, die in einer Draht- bzw. Leiterschleife mit länglich runder Form endet. Die Schleife wird zusammengefaltet, wenn sie sich im Innern des Katheters befindet und wenn sie aus dem Katheter austritt und in eine Herzkammer oder in ein Blutgefäß eintritt, nimmt die Schleife eine länglich runde Form an. Wenn die Schleife in den Katheter eingezogen wird,·besteht immer die Gefahr, daß die Klappe einer Herzklappe oder ein anderer Vorsprung in der Schleife eingeschlossen wird.

Die Erfindung zielt darauf ab, die zuvor genannten und weitere Schwierigkeiten und Nachteile bei Kathetersonden des Schleifentyps zu überwinden und eine verbesserte Elektrodenanordnung bereitzustellen, bei der ein Katheter mit kleinerem· Außendurchmesser im Vergleich zu den Sonden des Schleifentyps verwendet werden kann.

Die Erfindung gibt' eine Elektrodenanordnung an, die als zeitweiliger Herzschrittmacher sowie als ein Instrument zur Messung der Durchströmung von Blutgefäßen arbeiten kann. Die Anordnung kann isolierte zweiadrige, dreiadrige, vieradrige oder mehradrige Drähte enthalten, die an ihren freien Enden in unterschiedlichen Längen enden. Am Ende jedes Drahtes ist eine Kapsel. Die Kapseln sind versetzt

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oder in Lagen in Längsrichtung im Abstand voneinander im Innern eines Katheters angeordnet, wenn der Katheter eingeführt wird, der über ein Blutgefäß in einer Herzkammer positionierbar ist. Der Innendurchmesser des Katheters, der erforderlich ist, um die Kapseln und die benachbarten Drähte des zweiadrigen, dreiadrigen oder vierädrigen Leiters aufzunehmen, ist kleiner als der Innendurchmesser, den man benötigt, um eine Leiter- bzw.· Drahtschleife bei einer entsprechenden Sonde des Schleifentyps auf zunehmen.

Bei der Elektrodenanordnung nach der Erfindung, die zur Verwendung von Herzmessungen und/oder einem zeitweiligen .Herzschrittmachen bestimmt ist, enden die Leiter bzw. Drähte in freien Enden anstelle in Form einer geschlossenen Leiterschleife wie beim Stand der Technik. Ferner haben bei der Elektrodenanordnung nach der Erfindung die freien Enden der Leiter unterschiedliche Längen.

Zweckmäßigerweise sind bei der erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung Kapseln fest mit den freien Enden der Drähte verbunden und es sind weitere Kapseln an den anderen Enden der Drähte angebracht.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Elektrodenanordnung nach der Erfindung, bei der Teile im Schnitt und andere Teile zur Verdeutlichung des Innenaufbaus weggebrochen sind,

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Fig. 2 eine vergrößerte Längsschnittansicht eines Endabschnitts der Elektrodenanordnung, ■ ·

Fig. 3, 5 und 6 Draufsichten auf die Drähte bzw. Leiter in aufeinanderfolgenden Montageschritten,

Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht längs der Linie 4-4-in Fig. 3,

Fig. 7 eine vergrößerte Axialschnittansicht eines Endes der Elektrodenanordnung,

Fig. 8 eine vergrößerte Axialschnittansicht des anderen Endes der Elektrodenanordnung längs der Linie 8-8 in Fig. 1,

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform einer

Elektrodenanordnung 10', die ähnlich der Elektrodenanordnung nach Fig. 1 ausgebildet ist, und

Fig. .10 eine weitere Aus führungs form der Elektrodenanordnung 10".

In der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 ist eine insgesamt mit 10 bezeichnete Elektrodenanordnung gezeigt, die ein Paar von isolierten Drähten 12a, 12b enthält, die in einer bifilaren Anordnung 12 mittels einer isolierten feinen Drahtwicklung 14 zusammengebunden sind. Die Wicklung 14 endet kurz vor den freien Enden 16a, 16b der bifilaren Anordnung 12.· Das Ende 16a· ist länger als das Ende 16b.. Eine Kapsel 18 ist auf jedem Drahtende 16a, 16b angebracht. Wie sich

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am besten Fig. 7 entnehmen läßt, hat die Kapsel 18 einen zylindrischen Metallkörper, in den das Ende 16a oder 16b des jeweiligen Drahtes 12a oder 12b eingeführt ist. Ein Isolationsüberzug 20 auf dem Draht 12 wird am Drahtende abgestreift und ein leitendes Bindemittel 22, wie mit Silber gefülltes Epoxidharz wird auf das freiliegende Drahtende aufgebracht, auf das in axialer Richtung die zylindrische Kapsel 18 aufgebracht wird. An beiden Enden der Kapsel 18 sind jeweils Randwülste 23, 24 aus einem isolierenden Material, wie Epoxidharz, angebracht.

Am anderen Ende der bifilaren Anordnung Ί2 sind zwei weitere zylindrische Kapseln 25 und 26 (siehe Fig. 1 und 8) angebracht. Diese Kapseln können mit einer äußeren elektrischen Schaltung verbunden werden. Die Kapsel 25 ist auf dem anderen Ende der Bifilardrähte ■ 12a, T2b angebracht. Die Isolierung 20 wird von dem Ende des Drahts 12a abgestreift und der freiliegende /Draht wird mit einem leitenden Bindemittel 30 überzogen, um die Kapsel 25 auf dem Drahtende festzulegen. Die Kapsel 25 umgibt beide Drähte 12a, 12b, ist aber von dem Draht 12b isoliert. Randwülste 32, 34 aus einem isolierenden Bindemittel befinden sich an den gegenüberliegenden Enden der Kapsel 25. Axial im Abstand von der Kapsel 25 ist die zylindrische Kapsel 26 angeordnet. Die Isolierung 20 wird von einem Abschnitt des Drahts 12b abgestreift und die Kapsel 26 wird auf den Bifilardrähten 12a und 12b angebracht sowie mittels eines leitenden Bindemittels 36 an Ort und Stelle auf dem freiliegenden Abschnitt des Drahtes 12b befestigt. Eine zugeordnete Randwulst 38, 39 aus isolierendem Bindemittel wird auf einem gegenüberliegenden Ende der Kapsel 26 aufgebracht» Der Wicklungsdraht 14 wird auch von den Abschnitten der Bifilardrähte 12a und 12b entfernt, die die Kapsel 25 und 26 tragen.

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In Fig. 2 sind die Kapseln 18 gezeigt, wenn sie in Längsrichtung in einem Abstand zueinander im Innern eines flexiblen Katheters 40 angeordnet sind. Bei der Anwendung kann der flexible Katheter 40 über eine Ader bzw. eine Vene .42 (Fig. 1) eine rechte Herζvorkammer 41 in die Trikuspidalklappe 45 eingeführt werden. Die" Elektrodenanordnung 10 geht dann axial durch den Katheter 40 und tritt aus dem freien Ende desselben aus und geht durch die Trikuspidalklappe 45 in den rechten Ventrikel bzw. die rechte Herzkammer 44. Hier wird sich das freie Ende der Bifilarleiter-Sonde auseinandergehen und die Kapseln 18 werden gegenüberliegend im Abstand liegende Wandungen 48 des rechten Ventrikels 44 berühren. Der Katheter 40 kann dann aus dem Herzen entnommen werden.

In den Fig. 3 und 4 ist ein Schnitt bei der Herstellung der Elektrodenanordnung gezeigt. Ein feiner federnder Draht 12' aus Berylllumkupfer oder Berylliumnickel oder einer anderen geeigneten Legierung der Größenordnung von 0,10 bis 3,175 mm (0,004 bis 0,125") wird mit einer Isolierschicht 20, wie einem Polyurethanüberzug versehen. Der Draht 12¹ wird zu einer Schleife 48 gebogen. Dann werden die Drahtabschnitte 12a und 12b Seite an Seite nebeneinanderliegend angeordnet (siehe Fig. 5.) und mit dem feinen Bindedraht 14 umwickelt, der beispielsweise ein 0,05. mm (0,002" ) isolierter Kupferdraht ist. Der Bindedraht 14 kann haftend mit den Drahtabschnitten 12a und 12b mit Hilfe von mehreren gehärteten überzügen aus einem isolierenden Material (nicht gezeigt) wie einem Polyurethanüberzug, verbunden werden, der auch für die Isolierung 20 verwendet wird. Die Schleife 48' wird dann auf der Linie A-A durchgetrennt, so daß das

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Drahtende 16a länger als das Drahtende 16b ist. (siehe Fig. 6). Dann wird die Isolierung 20 von den Drahtenden 16a und 16b abgestreift und die Kapseln 18 werden auf den Drahtenden 16a; 16b angebracht, wie dies in den Fig.1 und 7 gezeigt ist. Die Längen der Drahtenden 16a und 16b sind kritisch. Ein Drahtende 16a sollte um wenigstens die Länge einer Kapsel 18 länger als das andere Ende 16b sein, so daß die Kapseln im Innern des Katheters 40 möglichst wenig Raum in Anspruch nehmen. Die Anordnung der Kontaktkapseln in axialem Abstand ermöglicht, daß die Kapseln 18 durch einen Katheter 40 durchgehen, der kleiner ist als wenn die Kapseln 18 Seite an Seite nebeneinanderliegend angeordnet wären, wenn sie durch den Katheter 40.gehen.

Die zuvor beschriebene Anordnung ermöglicht einen besseren Kontakt zwischen den Wandungen der Kammer 44 als bei den Sonden des Schleifentyps. Die freien Enden der Drähte können sich weiter als der größte Durchmesser einer Sonde des bekannten geschlossenen Leiterschleifentyps öffnen. Die Kapseln 18 ermöglichen einen besseren Kontakt mit den Kammerwandungen als die schmalen Seiten einer geschlossenen Leiterschleife, da die Kapseln eine grössere Oberfläche als die Elektroden einer Kathetersonde des Leiterschleifentyps haben. Ferner greifen die freien Drahtenden nicht auf Vorsprüngen in den Kammerwandungen ein, was bisher bei geschlossenen Leiterschleifen möglich war. Zusätzlich gehen die freien und die Kapseln 18 tragenden Drahtenden durch einen Katheter mit einem Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser einer Sonde ist, die die geschlossene Leiterschleife aufnimmt. Die Verwendung eines Katheters mit kleinerem Durchmesser erleichtert die Durchführung des Katheters durch die Körpergefäße wie die Herzkammern oder die Durchführung zu anderen Organen.

In Fig. 9 ist eine weitere Ausbildungsform der Elektrodenanordnung 10' gezeigt, bei der der Bindedraht 14 mit

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einem Anschluß 16c ausgebildet ;Lst, um ein bipolares Schrittmachen zu ermöglichen. Wenn die Elektrodenanordnung 10 von Fig. 1 pulsierend mit einer Gleichspannung versorgt wird, hat'jedes Anschlußende 16a und 16b eine unterschiedliche Polarität. Andererseits können die Anschlußenden 16a und 16b der Elektrodenanordnung 10" in Fig. 9 eine Polarität haben und der Anschluß 16c, der sich im Blutgefäß unmittelbar außerhalb des Herzens befindet, hat dann die andere Polarität oder die Anschlüsse 16a und 16c können dieselbe Polarität haben und' der Anschluß 16b hat die andere Polarität oder der Anschluß 16b und 16c kann dieselbe Polarität haben und der Anschluß 1&a die andere Polarität.

Es ist noch zu erwähnen, daß zum bipolaren Schrittmachen der Anschluß 16c außerhalb des Herzens liegen muß.

Bei einigen Anwendungsfällen kann es erwünscht sein, ein sequentielles atriales und ventrikulares Schrittmachen zu haben. Hierzu kann eine Elektrodenanordnung 10" verwendet werden, die in Fig. 10 gezeigt ist. Die Elektrodenanordnung 10" kann aus einem vierpoligen Leiter bestehen und weist Anschlüsse 16a, 16b, 16d und 16e auf. Die Anschlüsse 16d und 16e stimmen mit den Anschlüssen 16a und 16b jeweils überein. Das andere Ende der Elektrodenanordnung 10" hat vier Kapseln, die im wesentlichen gleich wie die Kapseln 25 oder 26 ausgebildet sind. Bei Betreiben der Elektrodenanordnung zum sequentiellen atriaten und ventrikularen Schrittmachen wird der Katheter 40 über die rechte Herzvorkanuner in die Trikuspidalklappe, wie zuvor beschrieben, eingeführt: Die Elektrodenanordnung 10" wird so durch den Katheter 40 geschoben, daß die Elektroden 16a und 16b in den rechten Ventrikel laufen und die Wandungen desselben berühren. Der Katheter 40 wird dann entfernt und beim Verlassen der rechten Vorkammer gehen die Anschlüsse 16d und 16e,

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die wie zuvor identisch mit den Anschlüssen 16a und 16b sind, auseinander und berühren die Herzkamme'rwandungen. Die pulsierte Gleichspannung kann an den Kapseln am Ende der Elektrodenanordnung 10" angelegt werden, um die rechten atrialen Anschlüsse 16d und 16e und dann die rechten ventrikularen Anschlüsse 16a und 16b' in Abfolge pulsierend zu versorgen, um die normale Herzfunktion zu simulieren. ·

Obgleich nicht dargestellt, kann die Elektrodenanordnung auch zur·Bestimmung der Kontrakt!lität des linken Ventrikels nach einem Myokard-Infarkt verwendet werden, wenn man eine Elektrodenanordnung (mit Drähten von 0,10 mm bzw. 0,004") in einem Katheter placiert, der über die Mitralklappe in den linken Ventrikel eingeführt worden ist. Ein strahlenundurchlässiger Farbstoff kann dann über den Katheter in den linken Ventrikel gepumpt werden und die Elektrodenanordnung kann pulsierend versorgt · werden, wenn das Herz depolarisiert ist, so daß die Kontraktion größer als beim normalen Herzrhythmus ist. Die Kontraktion des Herzens kann gefilmt werden und es stellt ein Maß des durch den Infarkt verursachten Herzschadens dar. Auch ist zu verstehen, daß die. zuvor beschriebene Elektrodenanordnung als ein EKG-Monitor im Ventrikel verwendet werden kann und als ein Defibrillator geschaltet werden kann, wenn eine Fibrillation auftritt.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß durch die Verwendung von Drähten verschiedener Längen ein dreiadriges, vieradriges oder mehradriges Drahtbündel bzw«. Leiterbündel durch einen Katheter gehen kann, der einen kleineren Durchmesser als eine Kathetersonde des bekannten Schleifentyps hat. Auch ist noch zu erwähnen, daß die zuvor beschriebene Elektrodenanordnung zum Messen der Blutdurchströmung in einem Gefäß ver-

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wendet werden kann, in dem sich, die Elektrodenanordnung befindet, wie es auch bei der Kathetersonde des Schleifentyps der Fall ist.

Ende der Beschreibung

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

/WElektrodenanordnung zum Einführen in einen Katheter-, die eine elektrische Verbindung zwischen einer elektronischen Schaltung und der Elektronenanordnung herstellt, gekennzeichnet durch:

eine Vielzahl von Drähten (12a, 12b), die jeweils voneinander isoliert und elektrisch leitend sind, sowie Seite an Seite nebeneinanderliegend verlaufen und an einem Ende (16a, 16b) unterschiedliche Längen haben,

einen isolierten weiteren Draht (14), der die Vielzahl von Drähten (12a, 12b) über ihre gesamte

Länge mit Ausnahme eines freien Endes (16a, 16b) an jedem Ende jeden Drahtes (12a,- 12b) zusammenbindet,

einen Endabschnitt jedes freien Endes (16a, 16b) der frei von einer Isolierung ist,

eine elektrisch leitende Kapsel (18), die auf jedem freiliegenden Abschnitt jedes freien Endes (16a, 16b) der Drähte (12a, 12b) angeordnet ist, wobei die Kapseln (18) axial im Abstand zueinander angeordnet sind, wenn sie mit den freien Enden (16a, 16b) der Drähte (12a, 12b) im Innern des Katheters (40) axial ausgerichtet sind und

eine leitende Einrichtung (25, 26) wie die anderen Enden des Drahtes (12a, 12b) mit der elektronischen Schaltung verbindet.
2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (12a, 12b) aus einem federnden Material bestehen, so daß die freien Enden (16a, 16b) außerhalb des Katheters (40) weit auseinander gehen.
3. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner an den gegenüberliegenden Enden jeder zylindrischen Kapsel (18) ein isolierendes Material vorgesehen ist, das isolierende Randwülste (23, 24) bildet.
4. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Einrichtung weitere elektrisch leitende Elemente (25, 26) aufweist, die auf freigelegten Abschnitten der anderen Enden jedes Drahtes (12a, 12b) angeordnet sind.

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5. Elektrodenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren leitenden Elemente (25,26) auf jedem Draht (12a, -12b) axial im Abstand voneinander angeordnet sind. · .
6. Elektrodenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren leitenden Elemente weitere zylindrische Kapseln (25, 26) sind, die jeweils jeden'Draht (12a, 12b) umgeben, aber nur einen der Drähte (12a, 12b) zur Bildung einer elektrischen Verbindung berühren.
7. Elektrodenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede weitere Kapsel (25, 26) mittels eines leitenden Materials (32,34) auf den Drähten (12a, 12b) an Ort und Stelle gehalten ist.
8. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Drähten doppeladrig ist.
9. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Draht (14) als ein weiteres Kontaktelement (16c) ausgebildet ist und axial im Abstand zwischen den Kapseln (25, 26) und den anderen Enden der Drähte (12a, 12b) angeordnet ist.
10.Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Drähten vieradrig ist.'