DE3122812C2

DE3122812C2 - Elektrodenanordnung, die durch einen Katheter ins Herz eines Patienten einführbar ist

Info

Publication number: DE3122812C2
Application number: DE3122812A
Authority: DE
Inventors: Kenneth S. San Clemente Halvorsen
Original assignee: Mansfield Scientific Inc
Current assignee: Boston Scientific Corp
Priority date: 1980-06-09
Filing date: 1981-06-09
Publication date: 1986-04-10
Also published as: SE450683B; DE3122812A1; NL8102756A; JPS5819301B2; GB2077596B; IT1143402B; CA1173914A; IT8148638A0; JPS5722769A; FR2483786B1; SE8103573L; FR2483786A1; US4289138A; GB2077596A

Abstract

Eine Elektrodenanordnung zur Verwendung mit einem Katheter besteht aus einer Vielzahl von isolierten Drähten bzw. Leitern. Die Leiter sind mit Hilfe eines feinen isolierten Drahtes über nahezu ihre gesamten Längen zu einem Bündel verbunden. An einem Ende des Bündels sind freie Leiterenden mit unterschiedlichen Längen vorhanden, auf denen sich elektrisch leitende Kapseln befinden. Die Kapseln sind axial im Abstand angeordnet, wenn sie mit dem Bündel im Innenraum des Katheters ausgerichtet sind. Die Drähte bzw. Leiter bestehen aus federndem Material, so daß die freien Drahtenden außerhalb des Katheters weit auseinander gehen. Weitere zylindrische Kapseln sind axial im Abstand auf den freiliegenden Abschnitten des anderen Endes des Bündels angebracht und umschließen alle Drähte. Jede Kapsel ist aber nur in direktem elektrischen Kontakt mit einem der Drähte bzw. Leiter.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Elektrodenanordnung, die durch eiri=.n Katheter ins Herz eines Patienten einfuhrbar ist, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs, wie sie aus der DE-OS 26u5590 bekannt ist.

Die bekannte Elektrodenanordnung betrifft bleibende Schrittmacherelektroden, bei usnen die Endabschnitte mit der Herzwand verwachsen sollen. Die beiden Kontaktelektroden sind gegeneinander verschiebbar, so daß sie im allgemeinen unterschiedliche Länge aufweisen, obwohl dies für die Funktion nicht erforderlich ist. Der Durchmesser beider Kontaktelektroden ist über die gesamte Länge konstant.

Aus der US-PS 4154247, Fig. 4E, ist eine Elektrodenanordnung für eine Schrittmacherelektrode bekannt, bei der die beiden Drahtleiter der Kontaktelektroden mit Ausnahme ihrer distalen Endabschnitte durch eine gemeinsame Isolierung miteinander verbunden sind und die Kontaktelektroden als Kapseln am distalen Ende des Drahtleiters ausgebildet sind, wobei sich die distalen Endabschnitte aufgrund einer federnden Vorkrümmung voneinander wegspreizen. Die bekannte Elektrodenanordnung wird mittels eines Mandrins transvenös ins Herz eingeführt, so daß kein Katheter Anwendung findet und keine Notwendigkeit besteht, die Elektrodenanordnung so auszubilden, daß sie durch einen Katheter von möglichst geringem Durchmesser ins Herz eingeführt werden kann.

Aus der US-PS 37 69984 ist eine Elektrodenanordnung für eine Schrittmacherelektrode bekannt, bei der die Kontaktelektroden als zylindrische Kapseln ausgebildet sind. Die Elektrodenanordnung ist für Notsituationen vorgesehen und soll nur fur kurze Zeit eingesetzt werden, wobei die Elektrodenanordnung transvenös ins Herz des Patienten eingeführt wird. Die beiden Kontaktelektroden sind in festem axialem Abstand am distalen Ende vorgesehen. Dadurch können sich Schwierigkeiten bei der Herstellung eines guten Kontaktes zur Herzwand ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs zu schaffen, bei der einerseits die Elektroden eine möglichst große Kontaktfläche aufweisen, andererseits aber dennoch durch einen Katheter mit möglichst kleinem Durchmesser ins Herz einführbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst

Dadurch, daß die Kontaktelektroden als großflächige, zylindrische Kapseln ausgebildet sind und sich -jeim Austritt aus dem distalen Katheterende voneinander wegspreizen, ist ein guter Kontakt mit der Herzwand sichergestellt und eignet sich die Elektrodenanordnung insbesondere für Notfallsituationen.

Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

Fig. 1 in einer Seitenansicht die Elektrodenanordnung, wobei die Darstellung teilweise im Schnitt erfolgt,

F i g. 2 eine vergrößerte Längsschnittansicht des distalen Endes der Elektrodenanordnung,

Fig. 3, 5 und 6 Draufsichten auf die distalen Endabschnitte in aufeinanderfolgenden Montageschritten,

Fig. 4 ein vergrößerte Querschnittsansicht längs der Linie 4-4 in Fig. 3,
Fig. 7 eine vergrößerte Axialschnittsansicht des distalen Endes der Elektrodenanordnung.

Fig. 8 eine vergr63erte Axialschnittsansicht des proximalen Endes der Elektrodenanordnung längs der Linie 8-8 in Fig. 1,
Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Elektrodenanordnung, die ähnlich der Elektrodenanordnung nach Fig. 1 ausgebildet ist, und

Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Elektrodenanordnung.
Fig. 1 zeigt eine Elektrodenanordnung 10, die ein Paar von isolierten Drahtleitern 12a, 126 enthält, die in einer bifilaren Anordnung 12 mittels einer isolierten feinen Drahtwicklung 14 zusammengebunden sind. Die Drahtwicklung 14 endet kurz vor distalrn, freien Endabschnitten 16a, 166 der bifilaren Anordnung, 12. Der Endabschnitt 16a ist länger als der Endabschnitt 166. Eine Kapsel 18 ist auf jedem Endabschnitt 16a, 166 angebracht. Wie sich am besten aus F i g. 7 entnehmen läßt, hat die Kapsel 18 einen zylindrischen Metallkörper, in den der Endabschnitt 16aoder 166 des jeweiligen Drahtleiters 12aoder 126 eingeführt ist. Ein Isolationsüberzug 20 auf dem Drahtleiter 12a bzw. 126 wird am Endabschnitt 16a bzw. 166 abgestreift und ein leitendes Bindemittel 22, wie mit Silber gefülltes Epoxidharz, wird auf den freiliegenden Endabschnitt 16a, 166 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 proximalen Ende der bifilaren Anordnung 12 sind zwei weitere zylindrische Anschlüsse 25 und 26 (siehe Fig. 1 und 8) angebracht. Diese Anschlüsse 25, 26 können mit einer äußeren elektrischen Schaltung verbunden werden. Für den Anschluß 25 wird der Isolationsüberzug 20 von dem proximalen Ende des Draht-

6ö leiters 12a abgestreift und der freiliegende Drahtleiter 12a wird mit einem leitenden Bindemittel 30 überzogen, um den Anschluß 25 auf dem Drahtende festzulegen. Der Anschluß 25 umgibt beide Drahtleiter 12a, 126, ist aber von dem Drahtleiter 126 isoliert. Randwülste 32,34 aus einem isolierenden Bändemittel befinden sich an den gegenüberliegenden Enden des Anschlusses 25. Axial im Abstand von dem Anschluß 25 ist der zylindrische Anschluß 26 angeordnet. Der

Isolationsüberzug 20 wird von einem Abschnitt des Drahtleiters 126 abgestreift und dsr Anschluß 26 wird auf den Drahtleitern 12a und 126 angebracht sowie mittels eines leitenden Bindemittels 36 an Ort und Stelle auf dem freiliegenden Abschnitt des Drahtleiters 126 befestigt. Zugeordnete Randwulste 38,39 aus isolierendem Bindemittel werden auf die gegenüberliegenden Enden des Abschlusses 26 aufgebracht Die Drahtwicklung 14 wird auch von den Abschnitten der Draiitleiter 12a und 126 entfernt, die die Anschlüsse 25 und 26 tragen.

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 (F i g. 1) chirch die rechte Herzvorkammer 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 trennen sich die Endabschnitte 16a, 166 und berühren die Kapseln 18 gegenüberliegende Wandungen 46 des rechten Ventrikels 44. Der Katheter 40 kann dann aus dem Herzen entnommen werden.

In den Fig. 3 und 4 ist die Herstellung der Elektrodenanordnung 10 gezeigt. Ein feiner federnder Draht 12' aus Berylliumkupfer oder Berylliumnickel oder einer anderen geeigneten Legierung der Größenordnung von 0,10 bis 3 mm wird mit einem Isolationsüberzug 20, wie einem Polyurethanüberzug versehen. Der Draht 12' wird zu einer Schleife 48 gebogen. Dann werden die Drahtleiter 12aund 126 Seite an Seite nebeneinanderliegend angeordnet (siehe Fig. 5) und mit der feinen Drahtwicklung 14 aus beispielsweise einem 0,05 rnrn dicken isolierten Kupferdraht versehen. Die Drahtwicklung 14 kann haftend mit den Drahtleitern 12a und 126 mit Hilfe von mehreren gehärteten Überzügen aus einem isolierenden Material (nicht gezeigt), wie einem Poiyurethanüberzug, verbunden werden, der auch für den Isolationsüberzug 20 verwendet wird. Die Schleife 48 wird dann auf der Linie A-A durcligetrennt, so daß der Endabschnitt löalängerals der Endabschnitt 166 ist (siehe Fig. 6). Dann wird der Isolationsüberzug 20 von den Endabachnitten 16a und 166 abgestreift und die Kapseln 18 werden auf den Endabschnitten 16a, 166 angebracht, wie dies in den Fi g. 1 und 7 gezeigt ist. Die Längen der Endabschnitte 16aund 166 sind kritisch. Ein Endabschnitt 16a sollte um wenigstens die Länge einer Kapsel 18 länger als der andere Endabschnitt 166 sein, so daß die Kapseln 18 im Innern des Katheters 40 möglichst wenig Raum in Anspruch nehmen. Die Anordnung der Kapseln 18 in axialem Abstand ermöglicht, daß die Kapseln 18 durch einen Katheter 40 hindurchgehen, 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 besonders guten Kontakt zwischen den Wandungen der Herzkammer 44. Die distalen Endabschnitte 16a, 166 der Drahtleiter 12a, 126 können sich weit öffnen. Die Endabschnitte 16a, 166 greifen nicht auf Vorsprüngen in den Kammerwandungen ein. Die freien, die Kapseln 18 tragenden Endabschnitte 16a, 166 gehen durch einen Katheter mit kleine» Durchmesser.

In Fig. 9 ist eine weitere Form der Elektrodenanordnung 10' gezeigt, bei des die Drahtwicklung 14 mit einem Anschluß 16c ausgebildet ist, um ein bipolares Schrittmachen zu ermöglichen. Wenn die Elektrodenanordnung 10 von Fig. 1 pulsierend mit einer Gleich spannung versorgt wird, hat jeder Endabschnitt 16aund 166 eine unterschiedliche Polarität Andererseits können die Endabschnitte 16a und 166 der Elektrodenanordnung 10' in Fig. 9 eine Polarität haben und der Anschluß 16ς der sich im Blutgefäß unmittelbar außerhalb des Herzens befindet, hat dann die andere Polarität oder der Endabschnitt 16a und der Anschluß 16c können dieselbe Polarität haben und der Endabschnitt 166 hat die andere Polarität

Bei einigen Anwendungsfallen 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 vierpcligen Leiter bestehen und weist Endabschnitte 16a, 166, 16o*und 16eauf. Die Endabschnitte 16a" und 16e stimmen mit den Endabschnitten 16a und 166 überein. Das proximale Ende der Elektrodenanor ', -ung 10" hat vier Anschlüsse, die im wesentlichen wie aie Anschlüsse 25 oder 26 ausgebildet sind. Beim Einsatz der Elektrodenanordnung 10" zum sequentiellen atriaten und ventrikuiaren Schrittmachen wird der Katheter 40 über die rechte Rerzvorkammer in die Trikuspidalklappe, wie zuvor beschrieben, eingeführt. Die Elektrodenanordnung 10" wird so durch den Katheter 40 geschoben, daß die Endabschnitte 16a und 166 in den rechten Ventrikel laufen und die Wandungen desselben berühren. Der Katheter 40 wird dann entfernt und beim Verlassen der rechten Vorkammer gehen die Endabschnitte 16a¹ und 16^ wie zuvor die Endabschnitte 16aund 166 auseinander und berühren die Herzkammerwandungen. Die pulsierte Gleichspannung kann an den Anschlüssen 25,26 am Ende der Elektrodenanordnung 10" angelegt werden, urn die rechten atriaien Endabschnitte I6d\ind 16«· und dann die rechten ventrikularen Endabschnitte 16a und 166 in Abfolge pulsierend zu versorgen, um di; normale Heizfunktion zu simulieren.

Obgleich nicht dargestellt, kann die Elektrodenanordnung 10 auch zur Bestimmung der Kontraktilität des linken Ventrikels nach einem Myokard-Infarkt verwendet werden, wenn man eine Elektrodenanordnung (mit Drähten von 0,10 mm) in einem Katheter plaziert, 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 Heizrhythmus ist. Die Kontraktion des Herzens kann gefilmt werden und ^p.s stellt ein Maß des durch den Infark* ''erursachten Herzschadens dar. Die zuvor beschriebene Elektrodenanordnung kann als ein EKG-Monitor im Ventrik *.; verwendet und als ein Defibrillator geschaltet werden, wenn eine Fibrillation auftritt. Die zuvor beschriebene Elektrodenanordnung kann auch zum Messen der Blutströmung in einem Gefäß verwendet werden, in dem sich die Elektrodenanordnung 10 befindet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Elektrodenanordnung, die durch einen Katheter ins Herz eines Patienten einführbar ist, mit wenigstens zwei voneinander isolierten Drahtleitern, die an ihren distalen Endabschnitten Kontaktelektroden tragen und an ihren proximalen Endabschnitten mit Anschlüssen für einen elektronischen Schaltkreis versehen sind, wobei die mit den Kontaktelektroden versehenen distalen Endabschnitte der Drahtleiter während der Einführung durch den Katheter axial beabstandet zueinander angeordnet sind und beim Austritt aus dem distalen Katheterende aufgrund einer elastischen Vorkrümmung sich voneinander wegspreizen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtleiter (12a, 126) zur Sicherung des axialen Abstandes der Kontaktelektrodbn mit Ausnahmt ihrer distalen Endabschnitte (16a, 166) zusammengebunden sind, daß die Kontaktelektroden als großflächige zylindrische Kapseln (18) ausgebildet sind und daß der Durchmesser der isolierten Drahtleiter (12a, 126) kleiner ist als derjenige der Kapseln (18).