DE602004008262T2

DE602004008262T2 - Designs von implantierbaren medizinischen leitungen

Info

Publication number: DE602004008262T2
Application number: DE602004008262T
Authority: DE
Inventors: Paulus G. Adams; Karel F.A.A. Smits; Jean Joseph Rutten
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2024-04-15
Also published as: DE602004008262D1; US20040088034A1; US8010207B2; JP2006524110A; EP1626771B1; WO2004093977A1; EP1626771A1; JP4592687B2; CA2522582A1

Description

Die Erfindung betrifft medizinische Einrichtungen und insbesondere implantierbare medizinische Leitungen zur Verwendung mit implantierbaren medizinischen Einrichtungen (IMDs: implantable medical devices).
Auf dem medizinischen Gebiet werden implantierbare Leitungen mit einer großen Vielzahl von medizinischen Einrichtungen verwendet. Bspw. werden implantierbare Leitungen gemeinhin verwendet, um einen Teil eines implantierbaren Herzschrittmachers zu bilden, der eine therapeutische Stimulation für das Herz durch Liefern von Schritt-, Kardioversion- oder Defibrillationsimpulsen bereitstellt. Die Impulse können zu dem Herz über Elektroden geliefert werden, die auf den Leitungen angeordnet sind, bspw. typischerweise nahe entfernten Enden der Leitungen. In diesem Fall können die Leitungen die Elektroden bzgl. verschiedener Herzorte positionieren, so dass der Schrittmacher Impulse zu den geeigneten Orten bzw. Stellen liefern kann. Leitungen werden ebenfalls zum Erfassen bzw. Messen verwendet oder sowohl zum Erfassen und Stimulieren.
Zusätzlich werden implantierbare Leitungen in neurologischen Einrichtungen verwendet, wie bspw. bei Tiefenhirnstimulationseinrichtungen und Rückenmarksstimulationseinrichtungen. Bspw. können Leitungen stereotaktisch in das Gehirn zur Untersuchung gebracht werden, um Elektroden für eine Tiefenhirnstimulation zu positionieren. Leitungen werden ebenfalls bei einer großen Vielzahl von anderen medizini schen Einrichtungen verwendet, einschließlich bspw. Einrichtungen, die eine muskulare Stimulationstherapie bereitstellen, Einrichtungen, die chemische Zustände im Blut eines Patienten erfassen, Magensystemstimulatoren, implantierbaren Nervenstimulatoren, implantierbaren Stimulatoren für den unteren Dickdarm, bspw. bei Graziloplastik-Anwendungen, implantierbaren Arzneimittel oder Heilmittelspender oder -pumpen, implantierbaren Herzsignalschleifen oder anderen Typen von Aufzeichnungsgeräten oder Überwachungsgeräten bzw. Monitoren, implantierbaren Gentherapieliefereinrichtungen, implantierbaren Inkontinenzverhinderungs- oder -überwachungseinrichtungen, implantierbaren Insulinpumpen oder -überwachungseinrichtungen und dergleichen. Kurz gesagt können medizinische Leitungen zum Zwecke des Erfassens, des Stimulierens, der Arzneimittelabgabe und dergleichen verwendet werden.
Eine Anzahl an Herausforderungen besteht bzgl. medizinischer Leitungen. Insbesondere werden oftmals neue und verbesserte Leitungsgestaltungen benötigt, um eine medizinische Implantierung bzw. Einpflanzung bei spezifischen Stellen in einem Patienten zu erleichtern. Bspw. können die Steifigkeitseigenschaften einer medizinischen Leitung die Fähigkeit beeinflussen bzw. beeinträchtigen, eine medizinische Leitung zu einer erwünschten Konfiguration zu biegen oder dieser anzupassen. Ein Stilett wird oftmals verwendet, um einen entfernten Bereich der medizinischen Leitung in eine Konfiguration zu biegen oder zu formen, die ein Implantieren bzw. Einpflanzen der Leitungsspitze in das Gewebe des Patienten bei einer erwünschten Stelle ermöglicht. Als ein Beispiel können J-förmige Stiletts in ein Lumen einer medizinischen Leitung eingesetzt werden, um eine J-förmige Konfiguration eines entfernten Bereichs der medizinischen Leitung zu definieren, sobald der entfernte Bereich innerhalb einer Herzkammer ist. In diesem Fall kann die entfernte Spitze der Leitung nahe dem oberen Bereich der rechten Vorhofkammer implantiert werden. Steifigkeitseigenschaften der medizinischen Leitung können die Fähigkeit beeinträchtigen, eine gewünschte Form zu erreichen, jedoch können diese ebenfalls die Form der medizinischen Leitung einem Entfernen des Stiletts folgend beeinflussen.
Eine Fixierung im Gewebe ist eine weitere Herausforderung, die medizinische Leitungen betrifft. Insbesondere kann eine Spitze auf dem entfernten Ende der medizinischen Leitung bestimmte Formen definieren, um ein Befestigen an Gewebe zu verbessern, und möglicherweise die Wirkungen von faserigem Gewebewachstum nutzbar machen, um die Leitungsspitze in dem Gewebe eines Patienten zu verankern. Bspw. verwenden herkömmliche Leitungen distale bzw. entfernte Zinken bzw. Zacken, um ein solches Verankern im Gewebe des Patienten zu erleichtern. Entfernte Zinken können jedoch ein Entfernen viel traumatischer für einen Patienten gestalten, da die Zinken eine wesentliche Beschädigung des Gewebes beim Entfernen von dem Gewebe verursachen können. Außerdem kann die Fähigkeit, geeignet eine Leitungsspitze in dem Gewebe zu verankern, ebenfalls kompliziert sein, wenn die Leitung verschiedene Formen annimmt, wie bspw. eine J-förmige entfernte Spitze.
Die Erfindung betrifft ebenfalls implantierbare medizinische Leitungen zur Verwendung mit implantierbaren medizinischen Einrichtungen. Verschiedene Merkmale von medizinischen Leitungen werden beschrieben, viele von diesen können in einer Vielzahl von verschiedenen Leitungen nützlich sein, die in einer Vielzahl von verschiedenen Anwendungen verwendet werden. Als ein Beispiel können die Merkmale, die hierin beschrieben sind, insbesondere bei Leitungen nützlich sein, die für ein Implantieren in einem rechten Vorhof des Patienten gestaltet sind. In diesem Fall kann die Lei tung gestaltet sein, um eine Bildung eines J-förmigen entfernten Bereichs einer Implantierung der Leitung in den rechten Vorhof des Patienten folgend erleichtern. Ein J-förmiges Stilett kann durch ein Lumen der medizinischen Leitung eingesetzt werden, um den J-förmigen entfernten Bereich zu bilden.
In einer Ausführungsform stellt die Erfindung eine medizinische Leitung mit sich verändernden Steifigkeitseigenschaften bereit. Die Merkmale, die die sich verändernde Steifigkeit erleichtern, können bei einer großen Vielzahl von Anwendungen nützlich sein, einschließlich spezifischer Anwendungen, bei denen die Leitung einen J-förmigen entfernten Bereich für ein Implantieren in einem rechten Vorhof des Patienten annimmt. In diesem Fall kann der entfernte Bereich der implantierten Leitung von einer verstärkten Steifigkeit profitieren, um sicherzustellen, dass der entfernte Bereich die J-Form einem Entfernen eines J-förmigen Stiletts folgend bewahrt. Um eine verbesserte Steifigkeit bei einem oder mehreren Leitungsstellen bereitzustellen, kann eine medizinische Leitung einen ersten gewickelten Abschnitt einschließlich N Faser(n) umfassen (ebenfalls als "Filar" bzw. "Faden" im Stand der Technik bekannt) und einen zweiten gewickelten Abschnitt, der elektrisch mit dem ersten gewickelten Abschnitt gekoppelt ist. Der zweite gewickelte Abschnitt kann N + M Fasern enthalten, um eine erhöhte Steifigkeit des zweiten gewickelten Abschnitts im Verhältnis zu dem ersten gewickelten Abschnitt zu definieren, wobei N + M positive ganze Zahlen sind.
In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung eine medizinische Leitung mit halbkonisch geformter distaler Spitze bereit, die bei weiter entfernten Spitzenstellen breiter wird. In anderen Worten verläuft die entfernte Spitze radial nach außen. Die Merkmale bezogen auf eine halbkonische entfernte Spitze können Verwendungen in einer Vielzahl von Leitungsanwendungen finden, einschließlich spezifischer Anwendungen, bei denen die Leitung einen J-förmigen entfernten Bereich für ein Implantieren in einem rechten Vorhof des Patienten annehmen. Die Spitze mit halbkonischer Form kann einen Aufbau bereitstellen, der ein fasriges Gewebewachstum ermöglicht, um ein Verankern der Leitung zu erlauben, kann aber auch weniger aggressiv als herkömmliche Zinken sein, was ein Entfernen ohne eine wesentliche Zerstörung des Gewebes erlaubt. Außerdem kann die halbkonische Form eine inhärente Federkraft einer J-förmigen Leitungskonfiguration nutzbar machen, so dass eine axiale Kraftkomponente von Kräften, die die inhärente Federkraft ausgleichen, verwendet werden kann, um die Leitungsspitze gegen das Gewebe eines Vorhofs des Patienten zu drücken.
Bspw. kann eine medizinische Leitung einen Leitungskörper umfassen, der ein nahes Ende zum Anbringen an eine medizinische Einrichtung und ein entferntes Ende zum Implantieren an einer Stelle in einem Patienten definiert. Die medizinische Leitung kann weiterhin eine halbkonisch geformte Spitze an dem entfernten Ende haben, wobei die halbkonisch geformte Spitze breiter an Stellen weiter von dem nahen Ende wird.
In anderen Ausführungsformen kann die Erfindung auf eine implantierbare medizinische Einrichtung (IMD) einschließlich eines Gehäuses zur Aufnahme einer Schaltung und einer medizinischen Leitung, die elektrisch mit der Schaltung gekoppelt ist, gerichtet sein. Die medizinische Leitung kann die vorstehend genannten Merkmale umfassen, wie bspw. einen ersten und zweiten gewickelten bzw. gespulten Abschnitt, um eine variable Steifigkeit eines ersten Abschnitts im Verhältnis zu einem zweiten Abschnitt oder eine halbkonisch geformte entfernte Spitze zu ermöglichen, um eine Befestigung der Leitungsspitze an Gewebe zu verbessern und möglicherweise Federkräfte auf eine brauchbare Weise nutzbar zu machen. In manchen Fällen kann die Leitung sowohl den ersten als auch den zweiten gewickelten Abschnitt umfassen, um eine variable Steifigkeit zu ermöglichen, und die halbkonisch geformte entfernte Spitze, um eine Befestigung an Gewebe zu verbessern.
In noch weiteren Ausführungsformen kann die Erfindung auf ein oder mehrere Verfahren gerichtet sein. Bspw. kann ein Verfahren zum Erzeugen einer medizinischen Leitung ein Wickeln eines ersten Satzes von N Faser(n) umfassen, um einen ersten Abschnitt einer medizinischen Leitung zu definieren, und ein Wickeln eines zweiten Satzes von N + M Fasern, um einen zweiten Abschnitt einer medizinischen Leitung mit erhöhter Steifigkeit im Verhältnis zu dem ersten Abschnitt zu definieren, wobei N und M positive ganzen Zahlen sind. Das Verfahren kann weiterhin den Schritt des elektrischen Koppelns des ersten Satzes von N Faser(n) an den zweiten Satz von N + M Fasern umfassen.
Die verschiedenen Ausführungsformen können geeignet sein, eine Anzahl von Vorteilen zu bieten. Bspw. kann die Verwendung einer variierenden Anzahl an Fasern in einer Leitungswicklung bei ausgewählten Stellen entlang der Länge einer medizinischen Leitung Steifigkeitseigenschaften von medizinischen Leitungen verbessern. Außerdem kann die Verwendung einer variierenden Anzahl an Fasern in einer Leitungswicklung eine verbesserte Steifigkeit mit weniger Einfluss bei einer Biegebelastung auf die Fasern in der Leitung erreichen. In anderen Worten kann das Variieren der Anzahl an Fasern eingesetzt werden, um die Steifigkeit zu erhöhen, ohne eine Biegebelastung auf Fasern der Leitung inakzeptabel für bestimmte Anwendungen zu gestalten. Solche Merkmale können insbesondere für Leitungen nützlich sein, die gestaltet sind, um eine J-Form einer Implantierung folgend anzunehmen, können aber vorteilhaft in zahlreichen anderen Anwendungen sein.
Die Merkmale der halbkonischen entfernten Spitze können Vorteile hinsichtlich einer verbesserten Befestigung im Gewebe an die Leitung bereitstellen, bspw. durch faseriges Gewebewachstum um die Spitze, und können ebenfalls beim Ausnutzen von Federkräften nützlich sein, um die Leitungsspitze gegen Gewebe zu drücken. Außerdem kann eine halbkonische entfernte Spitze entfernbar von faserigem Gewebe sein, mit signifikant geringerem Trauma für einen Patienten, als das Entfernen von Leitungsspitzen, die Zacken umfassen. In manchen Fällen kann die halbkonische entfernte Spitze gestaltet sein, so dass die konische Form sich in der Dicke um nicht mehr als 25 Prozent erweitert, was sicherstellt, dass ein Entfernen ohne wesentliches Gewebezerstören durchgeführt werden kann. Anstelle dessen kann sich das Gewebe dehnen, was ein Entfernen der Leitung mit verringertem Trauma im Verhältnis zu Leitungsspitzen ermöglicht, die Zinken umfassen.
1 zeigt eine konzeptionelle Grafik, die eine beispielhafte implantierbare medizinische Einrichtung (IMD) in einem menschlichen Körper darstellt.
2 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht einer implantierbaren medizinischen Leitung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3 zeigt in einer Draufsicht einen Spulen- bzw. Wickelaufbau innerhalb der medizi nischen Leitung, die in 2 dargestellt ist.
4 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines beispielhaften elektrisch leitfähigen Busses, der in einer medizinischen Leitung verwendet werden kann, um N Faser(n) mit N + M Fasern zu koppeln.
5 bis 7 zeigen seitliche Querschnittsansichten von medizinischen Leitungen gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
8 zeigt eine Draufsicht einer Ausführungsform eines ersten und zweiten gewickelten Abschnitts einer medizinischen Leitung, in der eine Faser an eine weitere Faser bei einem Verbindungspunkt des ersten und zweiten gewickelten Abschnitts geschweißt ist.
9 zeigt eine beispielhafte seitliche Querschnittsansicht eines entfernten Endes einer medizinischen Leitung, die eine J-förmige Konfiguration annimmt.
10 zeigt eine weitere beispielhafte seitliche Querschnittsansicht eines entfernten Endes einer medizinischen Leitung, die eine J-förmige Konfiguration annimmt.
11 zeigt eine Seitenansicht einer distalen bzw. entfernten Spitze einer medizinischen Leitung.
12 zeigt eine Seitenansicht einer entfernten Spitze einer beispielhaften medizinischen Leitung einschließlich Erhöhungen, um ein Entfernen der Leitung zu verbessern.
13 und 14 zeigen Querschnittsvorderansichten von entfernten Spitzen von medizinischen Leitungen einschließlich Erhöhungen, um ein Entfernen der Leitung zu verbessern.
15 zeigt eine Seitenansicht einer J-förmigen entfernten Spitze einer medizinischen Leitung, die im Gewebe eines Patienten implantiert ist.
Die Erfindung ist auf medizinische Leitungen zur Verwendung in implantierbaren medizinischen Einrichtungen gerichtet. Verschiedene Merkmale von medizinischen Leitungen werden beschrieben, wobei viele von diesen in einer Vielzahl von medizinischen Leitungen nützlich sein können, die für eine Vielzahl von verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden. In einer Ausführungsform stellt die Erfindung eine medizinische Leitung mit variierenden Steifigkeitseigenschaften bereit. In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung eine medizinische Leitung mit einer halbkonisch geformten entfernten Spitze bereit, die an weiter entfernten Spitzenorten breiter wird. In anderen Worten läuft die entfernte Spitze radial nach außen. Die entfernte Spitze kann halbkonisch sein, dadurch dass diese eine Form annimmt, die einem Abschnitt eines Kegels entspricht. Diese und andere Ausführungsformen, die hierein beschrieben sind, können verwendet werden, um medizinische Leitungen für eine große Vielzahl von Anwendungen zu verbessern. Solche Anwendungen können spezifische Anwendungen umfassen, bei denen ein entferntes Ende der Leitung in der Decke eines rechten Vorhofs des Patienten implantiert ist. Wenn ein Implantieren in dem rechten Vorhof erwünscht ist, kann die Leitung in einer J-Form an einem entfernten Ende der Leitung geformt werden, bspw. so, dass die Leitungsspitze in der Decke des rechten Vorhofs des Patienten implantiert werden kann.
1 zeigt eine konzeptionelle Grafik, die eine beispielhafte implantierbare medizinische Einrichtung (IMD) 10 in einem menschlichen Körper 5 darstellt. Eine ähnliche Einrichtung kann ebenfalls bei anderen Lebewesen verwendet werden. Die IMD 10 umfasst ein Gehäuse 12, das verschiedene Schaltungen enthält, die IMD Abläufe steuern. Das Gehäuse 12 ist typischerweise hermetisch abgedichtet, um die Schaltung zu schützen. Das Gehäuse 12 kann ebenfalls eine elektrochemische Zelle aufnehmen, bspw. eine Lithiumbatterie, zum Betreiben der Schaltung oder anderer Elemente. Die Schaltung innerhalb des Gehäuses 12 kann mit einer Antenne gekoppelt sein, um Informationen über drahtlose Telemetriesignale zu übertragen und zu senden.
Die IMD 10 kann irgendeine einer großen Vielzahl von medizinischen Einrichtungen umfassen, die eine oder mehrere medizinische Leitungen und eine Schaltung, die mit den medizinischen Leitungen gekoppelt ist, umfasst. Bspw. kann die IMD 10 die Form eines implantierbaren Herzschrittmachers annehmen, der eine therapeutische Stimulation für das Herz bereitstellt. Alternativ kann die IMD 10 die Form eines implantierbaren Kardioverters, eines implantierbaren Defibrillators oder eines implantierbaren Herzschrittmacher- Kardioverter-Defibrillators (PCD) annehmen. Die IMD 10 kann Schritt-, Kardioversion- oder Defibrillationsimpulse für einen Patienten über Elektroden liefern, die an entfernten Enden einer oder mehrerer Leitungen 2 angeordnet sind. In anderen Worten kann bzw. können eine oder mehrere Leitungen 2 eine oder mehrere Elektroden bzgl. verschiedener Herzorte bzw. -stellen positionieren, so dass die IMD 10 Impulse zu geeigneten Stellen liefern kann.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung in Herzschrittmachern, Kardiovertern oder Defibrillatoren beschränkt. Andere Verwendungen der Leitungen, die hierin beschrieben sind, können Verwendungen in Patientenüberwachungseinrichtungen oder Einrichtungen umfassen, die ein Überwachungs- und Stimulierungseigenschaften einbeziehen. In diesen Fällen können die Leitungen Sensoren umfassen, die an entfernten Enden der jeweiligen Leitungen zum Erfassen von Zuständen des Patienten angeordnet sind.
Ebenfalls können die hierin beschriebenen Leitungen mit einer neurologischen Einrichtung, wie bspw. einer Tiefenhirnstiumulationseinrichtung oder einer Rückenmarksstimulationseinrichtung, verwendet werden. In diesen Fällen können die Leitungen stereotaktisch in das Gehirn zur Untersuchung angebracht werden, um die Elektroden für eine Tiefenhirnstimulation zu positionieren oder in das Rückrad für eine Rückenmarksstimulation. Bei anderen Anwendungen können die hierin beschriebenen Leitungen eine muskuläre Stimulationstherapie, eine Magensystemstimulation, eine Nervenstimulation, eine Stimulation des unteren Dickdarms, eine Arzneimittel- oder Heilmittelabgabe, ein Aufzeichnen oder Überwachen, eine Gentherapie oder dergleichen bereitstellen. Kurz gesagt können die hierin beschriebenen Leitungen nützliche Anwendungen in einer großen Vielzahl von medizinischen Ein richtungen finden, die Leitungen und Schaltungen, die mit den Leitungen gekoppelt sind, implementieren.
Unter Bezugnahme auf 1 nimmt die Leitung 2 eine J-förmige Konfiguration an. Insbesondere ein entfernter Abschnitt 16 der Leitung 2 kann die J-förmige Konfiguration annehmen. Bspw. kann der entfernte Abschnitt 16, der die J-förmige Konfiguration annimmt, näherungsweise die entfernten 80 mm der Leitung 2 umfassen, obwohl größere oder kleinere J-Formen ebenfalls verwendet werden könnten.
Um einen J-förmigen entfernten Abschnitt 16 anzunehmen, kann die Leitung 2 zunächst in den rechten Vorhof des Patienten implantiert werden. Ein J-förmiges Stilett kann ausgerichtet und durch ein Lumen der Leitung 2 geführt werden. Sobald ein entfernter Abschnitt des Stiletts vollständig in das Lumen eingesetzt ist, kann der entfernte Abschnitt des Stiletts die J-Form annehmen und dadurch bewirken, dass der entfernte Abschnitt 16 der Leitung 2 gleichermaßen die J-Form annimmt. Eine entfernte Spitze 18 der Leitung 2, einschließlich bspw. einer Elektrode, kann dann in die Decke des rechten Vorhofs des Patienten implantiert werden, wie bspw. zwischen kammförmigen Muskeln. Wie nachstehend detaillierter umrissen ist, kann diese entfernte Spitze 18 in einer halbkonischen Form gebildet werden, in der die entfernte Spitze 18 dicker bei weiter entfernten Orten wird. Die entfernte Spitze kann halbkonisch sein, dadurch dass diese eine Form annimmt, die einem Abschnitt eines Kegels entspricht. Eine solche halbkonische Form einer entfernten Spitze 18 kann ein Befestigen innerhalb des Patienten verbessern, insbesondere wenn der entfernte Bereich 16 der Leitung 2 die J-Form für ein Implantieren in einer rechten Vorhofdecke des Patienten annimmt.
Nach Implantieren der entfernten Spitze 18 in der rechten Vorhofdecke kann das J-förmige Stilett von dem inneren Lumen der Leitung 2 entfernt werden. Einem Entfernen des J-förmigen Stiletts folgend sollte jedoch der entfernte Bereich 16 noch die J-Form behalten. Verschiedene Merkmale der Leitung 2 können helfen, sicherzustellen, dass ein Einsetzen und Entfernen des J-förmigen Stiletts dazu führen kann, dass der entfernte Bereich 16 der Leitung 2 in einer J-Form bleibt. Ein solches Merkmal sind Faden- bzw. Faserspulen, die verbesserte Steifigkeitseigenschaften in dem entfernten Bereich 16 bereitstellen, um zu helfen, sicherzustellen, dass die Leitung 2 ausreichend flexibel ist, um die J-Form anzunehmen, aber immer noch die J-Form einem Entfernen des Stiletts folgend beibehält. Ein weiteres solches Merkmals ist eine halbkonisch geformte entfernte Spitze, die ein Befestigen gegenüber Gewebe verbessert, um zu helfen, sicherzustellen, dass die Leitung 2 nicht ihre J-Form einem Entfernen des Stiletts folgend verliert.
Eine Leitungssteifigkeit ist ein wichtiges Anliegen, insbesondere wenn die Leitung gestaltet ist, um spezifische Formen anzunehmen, die ein Implantieren an bestimmten Stellen innerhalb eines Patienten erleichtern. Wiederum ist die J-förmige Konfiguration lediglich ein Beispiel, bei dem eine Steifigkeit ein Aspekt bzw. Problem ist. Viele andere erwünschte Formen einer Leitung können ebenfalls von den Steifigkeitseigenschaften, die hierin beschrieben sind, profitieren.
Herkömmlicherweise wurde eine erhöhte Steifigkeit, bspw. in einem entfernten Abschnitt einer Leitung, durch Erhöhen des Abstands einer gewickelten Faser erreicht, die elektrisch die Elektrode an der entfernten Spitze der Leitung mit einem nahen Ende der Leitung koppelt. Insbesondere konnte die Faser mit einem verhältnismäßig kleinen Abstand bzw. einer verhältnismäßig kleinen Steigung gewickelt werden, um eine Flexibilität in einem Hauptabschnitt des Leitungskörpers sicherzustellen. Der Ausdruck "Abstand" bzw. "Steigung" betrifft die longitudinale Distanz zwischen einem ersten Ort auf einer Faser und einem zweiten Ort derselben Faser nach einem gewickelten Umlauf um ein Lumen der medizinischen Leitung. In der Nähe des distalen Abschnitts der Leitung kann der Abstand der Faser erhöht werden, was die Steifigkeit erhöhen kann.
Eine Erhöhung im Abstand einer Faser hat jedoch verschiedene Nachteile, insbesondere im Verhältnis zu einer Faserbelastung, wenn die Leitung auf einen gegebenen Radius gebogen wird. Wenn sich bspw. der Abstand der Faser erhöht, erhöht sich die Belastung auf die Faser beim Biegen der Leitung drastisch. Insbesondere ein Biegen der Leitung an Stellen eines erhöhten Faserabstands könnte eine Beschädigung der Faser bewirken, da die Faser selbst physisch gebogen wird. Für Spulen, die typischerweise für diese Anwendung gestaltet sind, ist die Belastung der gewickelten Faser näherungsweise proportional zu dem Spulenabstand für einen gegebenen Biegeradius. Es ist im höchsten Maße erwünscht, eine Leitung zu gestalten, die eine erhöhte Steifigkeit an einer oder mehreren Stellen entlang einem Leitungskörper erreicht, ohne drastische Belastungserhöhungen bei der Faser bzw. den Fasern zu bewirken, wenn die Leitung gebogen wird.
Um eine erhöhte Leitungssteifigkeit zu erreichen, ohne größere nachteilige Einflüsse auf die mechanische Belastung der Faser zu bewirken, kann die Erfindung verschiedene Anzahlen von Fasern bei verschiedenen Orten bzw. Stellen entlang einem Leitungskörper einbringen. Insbesondere kann eine medizinische Leitung 2 einen ersten gewickelten Abschnitt einschließlich N Faser(n) umfassen, und einen zwei ten gewickelten Abschnitt, der elektrisch mit dem ersten gewickelten Abschnitt gekoppelt ist. Der zweite gewickelte Abschnitt kann N + M Fasern umfassen, um eine erhöhte Steifigkeit in dem zweiten gewickelten Abschnitt im Verhältnis zu dem ersten gewickelten Abschnitt zu erzeugen, wobei N und M positive ganze Zahlen sind. Die erhöhte Anzahl an Fasern kann eine Steifigkeit der Leitung bei einer erwünschten Stelle verbessern, wie bspw. in einem entfernten Bereich 16 der Leitung 2. Das Einbringen zusätzlicher Fasern kann drastische Abstandserhöhungen in den Spulen vermeiden, wobei jedoch sichergestellt wird, dass die Belastung der Faser bzw. des Fadens handhabbarer ist. Die Anzahl an Fasern und der Abstand der Fasern in irgendeinem gegebenen Bereich der Leitung kann zusammen die Leitungssteifigkeit in diesem Bereich definieren. Entsprechend können diese Variablen verwendet werden, um eine erwünschte Steifigkeit für verschiedene medizinische Leitungsanwendungen zu definieren.
Andere Variablen, die eine Leitungsbelastung beeinflussen, umfassen die Durchmesser der Fasern und den Durchmesser der Spulen. Fasern mit größeren Durchmessern erhöhen im allgemeinen die Leitungssteifigkeit und Spulen mit größeren Durchmessern der jeweiligen Faser verringern im allgemeinen eine Leitungssteifigkeit. Diese Variablen können ebenfalls definiert sein, um so eine erwünschte Leitungssteifigkeit zu erreichen.
2 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht einer medizinischen Leitung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 3 zeigt eine Draufsicht eines Spulenaufbaus in der medizinischen Leitung, die in 2 dargestellt ist. Die medizinische Leitung 22 umfasst einen ersten gewickelten Abschnitt 24 einschließlich einer gewickelten Faser 25, die sich entlang einem ersten Segment der Leitung 22 er streckt, und einen zweiten gewickelten Abschnitt 26 einschließlich zweier gewickelter Fasern 28A, 28B, die sich entlang einem zweiten Segment der Leitung 22 erstrecken. Ein elektrisch leitfähiger Bus 28 koppelt elektrisch die Faser 25 mit der Faser 27A und 27B. Insbesondere kann der elektrisch leitfähige Bus 28 einen Verbindungsaufbau haben, der sowohl ein elektrisches als auch mechanisches Koppeln des ersten und des zweiten Abschnitts zur Verfügung stellt. In dem ersten Abschnitt 24 definiert die einzelne Faser 25 einen elektrisch leitfähigen Pfad und in dem zweiten Abschnitt 26 definieren die beiden Fasern 27A, 27B den elektrisch leitfähigen Pfad. Das Einführen von zusätzlichen Fasern in den zweiten Abschnitt 26 bewirkt, dass die Steifigkeit des zweiten Abschnitts 26 größer als diejenige des ersten Abschnitts 24 wird. Noch kann die Belastung in dem zweiten Abschnitt 26, bspw. in Reaktion auf ein Biegen, wesentlich im Verhältnis zu herkömmlichen Leitungen verringert werden, die eine erhöhte Steifigkeit durch Erhöhen des Faserabstands eher als durch Verwenden einer erhöhten Anzahl von Fasern, wie hierin beschrieben ist, erreichen.
Der Abstand betrifft den longitudinalen Abstand zwischen einer ersten Stelle einer Faser und einer zweiten Stelle derselben Faser nach einem gewickelten Umlauf um das Lumen. Wie in 2 dargestellt ist, ist der Abstand P₁ in dem ersten Abschnitt 24 etwas kleiner als der Abstand P₂ in dem zweiten Abstand. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt und in anderen Konfigurationen kann der Abstand P₂ gleich oder kleiner als der Abstand P₁ eingestellt werden. Kurz gesagt kann das Einführen von zusätzlichen Fasern eine erhöhte Steifigkeit ohne Berücksichtigung der Änderungen im Abstand definieren. Änderungen im Abstand können jedoch auch die Steifigkeit beeinflussen. Somit können gemäß der Erfindung sowohl die Anzahl an Fasern in einem gegebenen Abschnitt einer Leitung und der Abstand der Faser in dem gegebenen Abschnitt der Leitung zusammen die Steifigkeit der Leitung in dem gegebenen Abschnitt der Leitung definieren.
4 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines beispielhaften elektrisch leitfähigen Busses 28, der in einer medizinischen Leitung verwendet werden kann, um N Faser(n) mit N + M Fasern zu koppeln. Der elektrisch leitfähige Bus 28 umfasst im allgemeinen ein elektrisch leitfähiges Material zum Koppeln von N Faser(n) mit N + M Fasern. Bspw. kann der elektrisch leitfähige Bus 28 einen zylindrisch geformten Aufbau mit einem Durchgangsloch 32 haben, das einen Teil eines Lumens der Leitung bildet. Der Durchmesser des Durchgangslochs 32 kann dimensioniert sein, um zu ermöglichen, dass ein Stilett hindurchgelangen kann. Der elektrisch leitfähige Bus 28 kann einen ersten Bereich 33 für ein elektrisches Koppeln mit der bzw. den N Faser(n) definieren, und einen zweiten Bereich 34 zum elektrischen Koppeln der N + M Fasern. Vorzugsweise ist der elektrisch leitfähige Bus 28 aus einem biokompatiblen Metall gebildet. Beispielhafte Dimensionen (in mm) des elektrisch leitfähigen Busses 28 sind in 4 dargestellt, obwohl eine große Vielzahl von verschiedenen Formen und Größen ebenfalls verwendet werden kann, um einen Bus in Übereinstimmung mit der Erfindung zu erreichen.
5 zeigt eine weitere seitliche Querschnittsansicht einer medizinischen Leitung 50 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In diesem Fall umfasst der gewickelte Abschnitt 54 des ersten Abschnitts eine gewickelte Faser 55 und einen zweiten gewickelten Abschnitt 56 umfasst drei gewickelte Fasern 57A, 57B, 57C. Der elektrisch leitfähige Bus 58 koppelt elektrisch die Faser 55 mit den Fasern 57A bis 57C. In dem ersten Abschnitt 54 definiert die Faser 55 einen elektrisch leitfähigen Pfad und in dem zweiten Ab schnitt 56 definieren die drei Fasern 57A 57B, 57C den elektrisch leitfähigen Pfad. Das Einführen einer Anzahl an zusätzlichen Fasern in dem zweiten Abschnitt 56 bewirkt, dass die Steifigkeit des zweiten Abschnitts größer als diejenige des ersten Abschnitts 54 wird. Die Belastung in dem zweiten Abschnitt 56, bspw. in Reaktion auf ein Biegen, kann jedoch im wesentlichen im Verhältnis zu Steifigkeitseigenschaften herkömmlicher Leitungen verringert werden, die einen erhöhten Abstand eher als eine erhöhte Anzahl an Fasern verwenden, um eine erhöhte Leitungssteifigkeit zu erreichen.
6 zeigt eine weitere seitliche Querschnittsansicht einer medizinischen Leitung 60 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In der Leitung 60 umfasst der gewickelte Abschnitt 64 des ersten Abschnitts zwei gewickelte Fasern 65A, 65B und der zweite gewickelte Abschnitt 66 umfasst drei gewickelte Fasern 67A, 67B, 67C. Der elektrisch leitfähige Bus 68 koppelt elektrisch die Fasern 65A und 65B mit den Fasern 67A bis 67c.
7 zeigt eine weitere seitliche Querschnittsansicht einer medizinischen Leitung 70 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie in 7 gezeigt ist, definiert die medizinische Leitung 70 zumindest drei gewickelte Abschnitte. Ein erster gewickelter Abschnitt 74 umfasst eine gewickelte Faser 75 und ein zweiter gewickelter Abschnitt 76 umfasst zwei gewickelte Fasern 77A und 77B. Weiterhin umfasst ein dritter gewickelter Abschnitt 78 drei gewickelte Fasern 77A und 77B. Weiterhin umfasst ein dritter gewickelter Abschnitt 78 drei gewickelte Fasern 79A, 78B, 79C. Der elektrisch leitfähige Bus 71 koppelt elektrisch die Faser 75 mit den Fasern 77a und 77B und der elektrisch leitfähige Bus 72 koppelt elektrisch die Fasern 77A und 77B mit den Fasern 79A bis 79C.
Zahlreiche andere Kombinationen von Fasern könnten in Übereinstimmung mit der Erfindung verwendet werden. Im allgemeinen stellt die Erfindung eine medizinische Leitung bereit, die einen ersten gewickelten Abschnitt umfasst, der N Faser(n) enthält, die sich entlang einem ersten Segment der Leitung erstreckt bzw. erstrecken, und einen zweiten gewickelten Abschnitt, der elektrisch mit dem ersten gewickelten Abschnitt gekoppelt ist. Der zweite gewickelte Abschnitt kann N + M Fasern umfassen, die sich entlang einem Segment der Leitung erstrecken, um eine erhöhte Steifigkeit des zweiten gewickelten Abschnitts im Verhältnis zu dem ersten gewickelten Abschnitt zu definieren, wobei N + M positive ganze Zahlen sind. In einigen Fällen kann der Abschnitt, der eine erhöhte Steifigkeit definiert, einem entfernten Ende der Leitung entsprechen, und in anderen Fällen kann der Abschnitt, der eine erhöhte Steifigkeit definiert, einem nahen Ende der Leitung entsprechen. In noch anderen Fällen kann der Abschnitt, der eine erhöhte Steifigkeit definiert, einem Abschnitt zwischen dem nahen und entfernten Ende entsprechen.
Ebenfalls können sich verändernde Pegel der Steifigkeit bei einem beliebigen erwünschten Leitungsort in Übereinstimmung mit der Erfindung definiert werden. Bspw. kann ein erster Abschnitt N Faser(n) umfassen, ein zweiter Abschnitt kann N + M Fasern umfassen, ein dritter Abschnitt kann N + M + O Fasern umfassen, ein vierter Abschnitt kann N + M + O + P Fasern umfassen usw. N, M, O und P können positive ganze Zahlen repräsentieren. Alternativ kann ein erster Abschnitt N Faser(n) umfassen, ein zweiter Abschnitt kann N + M Fasern umfassen, ein dritter Abschnitt kann N + M + O Fasern umfassen. Anders ausgedrückt kann eine Leitung N + M + O Fasern umfassen, wobei N + M positive ganze Zahlen sind, und O eine positive oder negative ganze Zahl ist. Ebenfalls kann eine Leitung N + M + O + P Fasern umfassen, wobei N + M positive ganze Zahlen sind, und O und P positive oder negative ganze Zahlen sind. Eine große Vielzahl von Konfigurationen einer Leitung kann auf diese Weise definiert werden, um eine erwünschte Steifigkeit für eine gegebene medizinische Leitungsanwendung zu erreichen.
Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 2 bis 7 beschrieben ist, kann ein elektrisch leitfähiger Bus verwendet werden, um elektrisch die N Faser(n) mit einem Abschnitt einer medizinischen Leitung mit dem N + M Fasern eines weiteren Abschnitts einer medizinischen Leitung zu koppeln. Um eine solche Leitung herzustellen, können die Fasern um einen inneren Kern gewickelt werden, und dann kann der innere Kern entfernt werden. Insbesondere kann ein zylindrisch geformter elektrisch leitfähiger Bus über einen inneren Kern eingesetzt werden, und N Faser(n) kann bzw. können um den inneren Kern gewickelt werden, um einen ersten Abschnitt einer Leitung zu definieren. Die N Faser(n) kann bzw. können elektrisch mit dem elektrisch leitfähigen Bus auf einer Seite des Busses gekoppelt werden, und können geschweißt, gelötet, gequetscht oder auf andere Weise an dem Bus befestigt werden, um einen elektrischen Kontakt sicherzustellen. Die N + M Fasern können dann um den inneren Kern gewickelt werden, um einen zweiten Abschnitt der Leitung zu definieren. Die N + M Fasern können elektrisch mit dem elektrisch leitfähigen Bus auf der anderen Seite des Busses gekoppelt werden, d. h. auf der Seite gegenüber dem elektrischen Kontakt zu den N Faser(n). Der innere Kern kann dann entfernt werden, um eine Leitung mit einem ersten gewickelten Abschnitt mit N Faser(n) und einem zweiten gewickelten Abschnitt mit N + M Fasern zu definieren. Der Ort des inneren Kerns kann ein gemeinsames Lumen definieren, das sich durch den ersten gewickelten Abschnitt und den zweiten gewickelten Abschnitt der Leitung einem Entfernen des inneren Kerns folgend erstreckt.
8 zeigt eine Draufsicht einer Ausführungsform des ersten und zweiten gewickelten Abschnitts 81, 82 einer medizinischen Leitung 80, in der eine Faser 84 an eine weitere Faser 85 an dem Verbindungspunkt des ersten gewickelten Abschnitts 81 und des zweiten gewickelten Abschnitts 82 geschweißt ist. Insbesondere kann eine Schweißung 87 angewandt werden, um elektrisch die Faser 84 mit der Faser 85 zu koppeln. Auf diese Weise können ein erster und zweiter gewickelter Abschnitt 81, 82 einer medizinischen Leitung 80 definiert werden, bei denen der erste gewickelte Abschnitt 81 N Faser(n) umfasst und ein zweiter gewickelter Abschnitt 82 N + M Fasern umfasst. Die N + M Fasern des zweiten gewickelten Abschnitts 82 tragen ein gemeinsames elektrisches Potential und sind elektrisch mit der bzw. den N Faser(n) des ersten gewickelten Abschnitts 81 gekoppelt.
Um eine medizinische Leitung, wie in 8 dargestellt ist, herzustellen, kann die Faser 84 um einen inneren Kern gewickelt werden. Die Faser 85 kann dann um einen Abschnitt des inneren Kerns gewickelt werden. Die Faser 85 kann dann an die Faser 84 geschweißt werden, um eine medizinische Leitung 80 zu definieren, die den ersten gewickelten Abschnitt 81 und den zweiten gewickelten Abschnitt 82 umfasst. Der innere Kern kann dann entfernt werden, um ein Lumen innerhalb der gewickelten Abschnitte 81, 82 zu definieren. In dem ersten Abschnitt 81 definiert die einzelne Faser 84 einen elektrisch leitfähigen Pfad und in dem zweiten Abschnitt 82 definieren die beiden Fasern 84 und 85 den elektrisch leitfähigen Pfad.
Alternativ können die Fasern 84 und 85 zusammen um einen inneren Kern gewickelt werden. Die Faser 85 kann dann ge schnitten werden, d. h. von dem ersten Abschnitt 81 entfernt werden. Nach Schneiden der Faser 85 kann die Faser 85 an die Faser 84 über eine Schweißung 87 geschweißt werden. Der innere Kern kann dann entfernt werden, um ein Lumen der Leitung 80 zu definieren.
Die Leitungskonfiguration, die in 8 dargestellt ist, kann irgendeine Anzahl an Fasern definieren. Im allgemeinen kann der erste Abschnitt 81 N Faser(n) umfassen und der zweite Abschnitt 82 kann N + M Fasern umfassen, wobei N und M positive ganze Zahlen sind. In der Konfiguration der 8 ist bzw. sind die N Faser(n) des ersten Abschnitts 81 dieselben Fasern wie die N Faser(n) des zweiten Abschnitts 82. Die M Faser(n) des zweiten Abschnitts 82 bildet bzw. bilden keinen Teil des ersten Abschnitts 81.
Die Verwendung einer variierenden Anzahl an Fasern kann ebenfalls auf bipolare Leitungen oder andere Typen von Mehrfachspulenleitungen angewendet werden. Eine bipolare Leitung umfasst eine innere Wicklung und eine äußere Wicklung. Die innere Wicklung wird verwendet, um einen elektrischen Pfad für eine erste Elektrode zu definieren, bspw. eine Erdungselektrode, und die äußere Spule wird verwendet, um eine zweite Elektrode zu definieren, bspw. eine Stimulationselektrode. Eine Isolationsröhre kann um eine oder beide Wicklungen hinzugefügt werden. Eine variierende Anzahl an Fasern kann in einer bipolaren Leitung bzgl. entweder der inneren Wicklung oder der äußeren Wicklung oder beider Wicklungen verwendet werden, um erwünschte Steifigkeitseigenschaften zu definieren.
9 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines entfernten Bereichs einer Leitung 90, die in einer J-Form gebildet ist. Die Leitung 90 kann eine Elektrode 91 auf einer entfernten Spitze aufweisen. Ein strahlenundurchlässiger oder echogenischer Ring 92 kann als ein Referenzpunkt für einen Arzt hinzugefügt werden, so dass eine erwünschte J-Form erreicht werden kann. Folglich kann der Ort des Rings 92 auf der Leitung 90 definiert werden, so dass eine J-Form einer erwünschten Form und eines erwünschten Radius leichter durch einen Arzt erreicht werden kann. Die Leitung 90 kann zwei oder mehr verschiedene Bereiche (mit A, A₁, B, C und D bezeichnet) definieren. Die verschiedenen Bereiche der Leitung 90 können verschiedene Steifigkeiten definieren, um zu helfen, sicherzustellen, dass die J-Form einem Entfernen eines J-förmigen Stiletts von einem inneren Lumen der Leitung 90 folgend bewahrt werden kann. Ein elektrisch leitfähiger Bus 94 kann verwendet werden, so dass N Faser(n) von den Bereichen A und A₁ elektrisch mit N + M Fasern der Bereiche B, C und D gekoppelt werden kann bzw. können. Andere Variablen von jeweiligen Bereichen A, A₁, B, C und D können ebenfalls ausgewählt werden, um erwünschte Steifigkeitseigenschaften zu fördern, einschließlich Abstand, Faserdurchmesser und der Durchmesser der Wicklung(en).

Tabelle 1, die nachstehend bereitgestellt ist, umfasst einen empirischen Nachweis von Eigenschaften einer Leitung, die ähnlich derjenigen ist, die in 9 dargestellt ist. Die verschiedenen Bereiche und Anzahlen von Fasern pro Bereich werden in der ersten Spalte in Tabelle 1 gekennzeichnet. Ein elektrisch leitfähiger Bus wurde implementiert, um die beiden Fasern des Bereichs A₁ mit den drei Fasern des Bereichs B zu verbinden. Für jeden Bereich sind der Abstand, die Belastung und die Biegesteifigkeit aufgeführt. Die gemessenen Größen wurden von einer bipolaren Leitung erhalten, in der die innere Wicklung im wesentlichen unverändert über den gesamten Leitungskörper war. Die äußere Wicklung umfasste die gemessenen Variablen von unterschied lichem Abstand und Anzahl von Fasern pro gewickeltem Bereich. Tabelle 1

	A 2-Faser	A₁ 2-Faser	B 3-Faser	C 3-Faser	D 3-Faser
Abstand (mm)	0,57	0,57	0,78	0,9	1,15
Belastung (N/mm² )	459	459	500	700	850
Biegesteifigkeit (N·mm²/Bogenmaß)	14,2	14,2	19,5	23,0	29,5

Tabelle 2 stellt eine Referenz für die Daten in Tabelle 1 bereit. Die gemessenen Größen in Tabelle 2 wurden von einer bipolaren Leitung erhalten, in der die innere Wicklung im wesentlichen unverändert über den gesamten Leitungskörper war. Die äußere Wicklung umfasste die gemessenen Variablen des veränderten Abstands, die Anzahl an Fasern änderte sich jedoch nicht in Tabelle 2. Die Bereiche, die in Tabelle 2 aufgeführt sind, entsprechen auch den Bereichen der Leitung 90, die in 9 dargestellt ist, die Anzahl an Fasern pro Bereich in Tabelle 2 wurde jedoch konstant gehalten. Tabelle 2

A₁/A 2-Faser B 2-Faser C 2-Faser D 2-Faser

Abstand (mm) 0,57 0,95 1,30 1,65

Belastung (N/mm² ) 459 712 988 1282

Biegesteifigkeit (N·mm²/Bogenmaß) 14,2 18,9 23,4 30,1
Ein Vergleich der Daten in Tabelle 1 mit denjenigen der Tabelle 2 zeigt die Vorteile, die durch Einführen von mehreren Fasern, um eine Steifigkeit zu erhöhen, erreicht werden kann. Insbesondere die Daten in Tabelle 2 im Verhältnis zu denjenigen in Tabelle 1 zeigen, dass annähernd dieselbe Biegesteifigkeit bei großen Verringerungen in der Belastung erreicht werden kann, wenn zusätzliche Fasern eingeführt werden. Insbesondere erreichten die Daten in Tabelle 1 im Verhältnis zu Tabelle 2 eine 33 %-ige Belastungsverringerung.

Tabellen 3 und 4 zeigen ähnliche Ergebnisse. Wiederum können die Daten in Tabellen 3 und 4 unter Berücksichtigung von J-förmigen entfernten Bereichen einer Leitung gelesen werden, die ähnlich der Leitung 90 aus 9 ist. Die gemessenen Größen in Tabellen 3 und 4 wurden von bipolaren Leitungen erhalten, in denen die innere Wicklung im wesentlichen unverändert über den gesamten Leitungskörper war. Die äußere Wicklung umfasste die gemessenen Variablen des unterschiedlichen Abstands. Die Anzahl an Fasern änderte sich nicht in Tabelle 3 aber änderte sich in Tabelle 4. Bzgl. Tabelle 4 wurde ein elektrisch leitfähiger Bus implementiert, um die Faser des Bereichs A₁ mit den beiden Fasern des Bereichs B zu verbinden. Die Fasern der verschiedenen Leitungen, die in Tabellen 1 bis 4 quantifiziert sind, hatten Durchmesser von 0,25 mm, und die gewickelten Durchmesser waren näherungsweise 1,60 mm in jedem jeweiligen Bereich. In anderen Worten änderte sich der Faserdurchmesser und der gewickelte Durchmesser nicht in den verschiedenen Leitungen, die in den Tabelle 1 bis 4 quantifiziert sind. Tabelle 3

	A 1-Faser	A₁ 1-Faser	B 1-Faser	C 1-Faser	D 1-Faser
Abstand (mm)	0,57	0,57	0,90	1,30	1,70
Belastung (N/mm²)	473	473	767	1035	1320
Biegesteifigkeit (N·mm²/Bogenmaß)	14,0	14,0	19,24	24,07	30,2
Wicklungsdurchmesser (mm)	1,6	1,6	1,6	1,6	1,6

Tabelle 4

	A 1-Faser	A₁ 1-Faser	B 2-Faser	C 2-Faser	D 2-Faser
Abstand (mm)	0,50	0,50	0,63	1,0	1,38
Belastung (N/mm²)	406	406	509	800	1090
Biegesteifigkeit (N·mm²/Bogenmaß)	9,65	9,65	15,3	20,65	26,0
Wicklungsdurchmesser (mm)	1,6	1,6	1,6	1,6	1,6

Ein Vergleich der Daten in Tabelle 3 zu denjenigen der Tabelle 4 zeigt weiterhin die Vorteile, die durch Einführen von mehr Fasern erreicht werden können, um eine Steifigkeit zu erhöhen. Insbesondere die Daten in Tabelle 4 im Verhältnis zu denjenigen in Tabelle 3 zeigen, dass annähernd dieselbe Biegesteifigkeit mit großen Verringerungen in der Belastung erreicht werden kann, wenn zusätzliche Fasern eingeführt sind.
10 zeigt eine weitere seitliche Querschnittsansicht eines entfernten Bereichs einer Leitung 100, die in eine J-Form geformt ist. Die Leitung 100 kann eine Elektrode 101 auf einer distalen bzw. entfernten Spitze 102 aufweisen.
Außerdem kann die entfernte Spitze 102 eine halbkonische Form definieren, in der die entfernte Spitze 102 dicker an weiter entfernten Stellen wird. In anderen Worten läuft die entfernte Spitze 102 radial nach außen. Zusätzliche Details der Vorteile einer entfernten Spitze, die halbkonisch geformt ist, sind nachstehend unter Bezugnahme auf 11 bis 15 bereitgestellt.
Ein strahlenundurchlässiger oder echogenischer erfassbarer bzw. feststellbarer Ring 103 kann als ein Referenzpunkt für einen Arzt hinzugefügt werden, so dass eine erwünschte J-Form erreicht werden kann. Folglich kann die Stelle des Rings 103 auf der Leitung 100 definiert werden, so dass eine J-Form einer erwünschten Form und eines erwünschten Radius leichter durch einen Arzt erreicht werden kann. Die Leitung 100 kann eine Anzahl an verschiedenen Bereichen definieren (mit A, A₁, B, C, D und E bezeichnet). Die verschiedenen Bereiche der Leitung 90 können verschiedene Steifigkeiten definieren, um zu helfen, sicherzustellen, dass die J-Form einem Entfernen eines J-förmigen Stiletts von einem inneren Lumen der Leitung 100 folgend bewahrt werden kann. Ein oder mehrere elektrisch leitfähige Busse 104A bis 104C können verwendet werden, so dass eine Anzahl an Fasern eines entsprechenden bzw. jeweiligen Bereichs elektrisch mit einer verschiedenen Anzahl an Fasern eines verschiedenen Bereichs gekoppelt werden kann. Andere Variablen der jeweiligen Bereiche A, A₁, B, C und D können ebenfalls ausgewählt werden, um erwünschte Steifigkeitseigenschaften zu fördern. Diese anderen Variablen umfassen Abstand, Faserdurchmesser und der Durchmesser der Wicklung bzw. der Wicklungen.

Tabellen 5 bis 7 nachstehend umfassen einen zusätzlichen empirischen Nachweis von Eigenschaften einer Leitung, die ähnlich derjenigen ist, die in 10 dargestellt ist. Die verschiedenen Bereiche und die Anzahl an Fasern pro Bereich werden in der ersten Spalte jeder der Tabellen 5 bis 7 gekennzeichnet. Für jeden Bereich sind der Abstand, die Belastung, die Biegesteifigkeit und der Faden- bzw. Faserdurchmesser aufgeführt. Elektrisch leitfähige Busse wurden implementiert, um die Faser von benachbarten Bereichen zu verbinden, in denen sich die Anzahl an Fasern änderte. Die gemessenen Größen wurden von einer bipolaren Leitung erhalten, in der die innere Spule im wesentlichen über den gesamten Leitungskörper unverändert war. Die äußere Wicklung umfasste die gemessenen Variablen des unterschiedlichen Abstands und Anzahl von Fasern pro gewickeltem Bereich. Der Spulendurchmesser der äußeren Spule der jeweiligen Leitungen, die in Tabellen 5 bis 7 quantifiziert sind, war näherungsweise 1,6 mm in jedem Bereich. Tabelle 5

	1-Faser	2-Faser	2-Faser	3-Faser
Abstand (mm)	0,50	0,65	1,0	0,9
Belastung (N/mm² )	406	525	796	722
Biegesteifigkeit (N·mm²/Bogenmaß)	9,64	15,6	20,6	25,9
Faserdurchmesser (mm)	0,25	0,25	0,25	0,25

Tabelle 6

	1-Faser	2-Faser	3-Faser	3-Faser
Abstand (mm)	0,50	0,65	0,86	0,9
Belastung (N/mm2)	406	525	693	722
Biegesteifigkeit (N·mm²/Bogenmaß)	9,64	15,6	25,07	25,9
Faserdurchmesser (mm)	0,25	0,25	0,25	0,25

Tabelle 7

	1-Faser	2-Faser	3-Faser	4-Faser
Abstand (mm)	0,50	0,65	0,86	1,20
Belastung (N/mm2)	406	525	693	953
Biegesteifigkeit (N·mm²/Bogenmaß)	9,64	15,6	25,1	41,1
Faserdurchmesser (mm)	0,25	0,25	0,25	0,25

Die Daten in den Tabellen 5 bis 7 zeigen weiterhin die Vorteile, die durch Einführen von mehreren Fasern, um eine Steifigkeit zu erhöhen, erzielt werden können. Insbesondere können durch die Verwendung von zusätzlichen Fasern, um eine Steifigkeit zu erhöhen, höhere Werte bei der Steifigkeit und ebenfalls verringerte Größen bei der Biegebelastung erreicht werden. Dies ist in höchstem Maße vorteilhaft, insbesondere bei medizinischen Leitungen, die gestaltet sind, um Formen anzunehmen, die ein Implantieren an schwer zu erreichenden Stellen erleichtern. Die J-förmige Leitung ist lediglich ein Beispiel.
Andere Variablen, die die Leitungssteifigkeit beeinflussen können, umfassen den Durchmesser der Fasern und den Durchmesser der Wicklungen. Fasern mit größerem Durchmesser erhöhen im allgemeinen die Steifigkeit und Wicklungen mit größerem Durchmesser der jeweiligen Faser verringern im allgemeinen die Steifigkeit. Diese Variablen können ebenfalls definiert sein, um eine erwünschte Leitungssteifigkeit zu erreichen. Wenn bspw. ein erster Abschnitt N Faser(n) definiert und ein zweiter Abschnitt N + M Fasern definiert, kann eine oder mehrere der Fasern des zweiten Abschnitts verschiedene Durchmesser haben als die N Faser(n) des ersten Abschnitts, um eine erwünschte Steifigkeit zu definieren.
Ebenfalls kann der zweite Abschnitt einen verschiedenen gewickelten Durchmesser als der erste Abschnitt definieren, was durch einen elektrisch leitfähigen Bus aufgenommen werden könnte, der zuläuft, um einen Durchmesser an einem Ende im Verhältnis zu dem anderen Ende des Busses zu ändern. Kurz gesagt können Variablen einschließlich der Anzahl an Fasern, des Abstands der Fasern, des Durchmessers der Fa sern und des Durchmessers der Spulen ausgewählt werden, um eine erwünschte Steifigkeit und Faserbelastung einer medizinischen Leitung zu fördern und können sich für verschiedene Abschnitte und Bereiche der Leitung in Übereinstimmung mit der Erfindung verändern.
11 zeigt eine Seitenansicht einer entfernten Spitze 111 einer medizinischen Leitung 110. Insbesondere ist eine halbkonisch geformte Spitze 111 auf einem entfernten Ende der Leitung 110 gebildet. Die halbkonisch geformte Spitze 111 wird an weiter entfernten Orten bereiter, d. h. die Spitze 111 wird bei Orten bzw. Stellen weiter von einem nahen Ende der Leitung 110 größer. In anderen Worten verläuft die entfernte Spitze 111 radial nach außen. Eine Elektrode 115 oder ein anderes Element, wie bspw. ein Sensor, kann auf der entfernten Spitze 111 angeordnet sein. Die Spitze wird als halbkonisch benannt, da diese eine Form annimmt, die einem Abschnitt eines Kegels entspricht.
Eine halbkonische entfernte Spitze 111 kann Verwendungen in einer Vielzahl von Leitungsanwendungen finden, einschließlich spezifischer Anwendungen, bei denen die Leitung 110 einen J-förmigen entfernten Bereich für ein Implantieren in einem rechten Vorhof des Patienten annimmt. Die halbkonisch geformte Spitze 111 kann einen Aufbau bereitstellen, der ein faseriges Gewebewachstum ermöglicht, um die Leitung 110 zu verankern, aber kann weniger aggressiv als herkömmliche Zinken sein, was ein Entfernen ohne eine wesentliche Beschädigung des Gewebes ermöglicht. In anderen Worten kann die halbkonische entfernte Spitze 111 von faserigem Gewebe mit signifikant geringerem Trauma für einen Patienten als das Entfernen einer Leitungsspitze, die Zinken umfasst, entfernt werden.
Die halbkonische entfernte Spitze 111 kann gestaltet sein, so dass die konische Form in der Dicke um nicht mehr als 25 Prozent anwächst. In anderen Worten kann ein Radius R₂ geringer als näherungsweise 125 Prozent des Radius R₁ sein. Ein Winkel (α) wie die Länge (L) kann definiert sein, um sicherzustellen, dass der Radius R₂ größer als der Radius R₁ um zwischen näherungsweise 10 und 25 Prozent zu sein. Solche Größen der Radien R₁ und R₂ können sicherstellen, dass ein Entfernen ohne wesentliche Beschädigung des Gewebes durchgeführt werden kann. Anstelle dessen kann das Gewebe sich dehnen, was ein Entfernen der Leitung mit verringertem Trauma im Verhältnis zu Leitungsspitzen ermöglicht, die Zinken aufweisen. Ein Gewebedehnen über 25 Prozent ist sehr unwahrscheinlich, so dass die obere Grenze des Radius R₂, nicht größer als 25 Prozent weiter als R₁ ist, helfen kann, sicherzustellen, dass ein Gewebedehnen ein Entfernen der Leitung 110 ausgleicht. Große Variationen zwischen R₁ und R₂ können jedoch ebenfalls nützlich sein.
12 zeigt eine Seitenansicht einer entfernten Spitze 121 einer beispielhaften medizinischen Leitung 122 einschließlich Erhöhungen 123, um ein Entfernen der Leitung zu verbessern. Die äußeren 13 und 14 sind Querschnittsvorderansichten von entfernten Spitzen 121A, 121B von medizinischen Leitungen einschließlich Erhöhungen 123A bis 123C (13) und 123D bis 123G (14), um ein Entfernen der Leitung zu verbessern. Die medizinische Leitung 120 definierte eine halbkonisch geformte Spitze 121, die auf einem entfernten Ende der Leitung 120 gebildet ist, was dieselben Vorteile bereitstellen kann, die vorstehend in bezug auf 11 erwähnt sind. Zusätzlich kann bzw. können eine oder mehrere Erhöhungen 123 weiter ein Entfernen der Leitung von Gewebe verbessern. Ein solches verbessertes Entfernen der Leitung kann ein Trauma des Patienten verringern. Ein äußerer Radius der Erhöhungen kann geringer als R₂ sein, was sicherstellen kann, dass die Erhöhungen kein übermäßiges Dehnen des Gewebes beim Entfernen der Leitung verursachen. Ebenfalls kann die Distanz d geringer als die Hälfte der Länge L sein.
15 zeigt eine Seitenansicht eines J-förmigen entfernten Bereich 151 einer medizinischen Leitung 150, die gegen Gewebe 154 eines Patienten implantiert ist. Das Gewebe 154 kann bspw. kammförmigen Muskeln einer rechten Vorhofdecke des Patienten entsprechen. Somit kann die entfernte Spitze 152 zwischen zwei kammförmigen Muskeln implantiert werden. Die Leitung 150 ist im wesentlichen ähnlich der Leitung 110 aus 11, dadurch, dass die entfernte Spitze 152 eine halbkonische Form definiert, die größer bei weiter entfernten Bereichen wird. Wenn dies gewünscht ist, kann die Leitung 150 optional Erhöhungen umfassen, wie in 12 bis 14 dargestellt ist.
15 zeigt einen zusätzlichen Vorteil, der mit einer halbkonisch geformten entfernten Spitze 152 erreicht werden kann, wenn diese in einer medizinischen Leitung 150 verwendet wird, die einen J-förmigen entfernten Bereich 151 definiert. Wie vorstehend erwähnt ist, kann, um den J-förmigen entfernten Bereich 151 zu erzeugen, ein J-förmiges Stilett ausgerichtet und durch ein Lumen der medizinischen Leitung 150 geführt werden. Sobald ein entfernter Abschnitt des Stiletts vollständig in das Lumen eingeführt ist, kann der entfernte Abschnitt des Stiletts die J-Form annehmen und dadurch bewirken, dass der entfernte Bereich 151 der medizinischen Leitung ebenso die J-Form annimmt. Die entfernte Spitze 152 kann dann in dem Gewebe 155 implantiert werden, das der Decke des rechten Vorhofs des Patienten entsprechen kann. Das Stilett kann dann von dem inneren Lumen der medizinischen Leitung entfernt werden.
Einem Entfernen des Stiletts folgend kann die medizinische Leitung 150 eine natürliche Neigung haben, ihre ursprüngliche Form anzunehmen. In anderen Worten kann der entfernte Bereich 151 eine Federkraft 155 einem Entfernen des Stiletts folgend definieren. Die Federkraft 155 neigt dazu, den entfernten Bereich 151 aus der J-Form und in seine ursprüngliche Form zu drängen bzw. drücken.
Die halbkonisch geformte entfernte Spitze 152 kann die Federkraft 155 nutzbar machen, um ein Verankern im Gewebe 154 zu verbessern. Wenn insbesondere die entfernte Spitze 152 halbkonisch geformt mit einem größeren Radius an weiter entfernten Stellen ist, wird die Normalkraft (F_NORMAL), die die Federkraft 155 ausgleicht, eine axiale Komponente (F_AXIAL) und eine laterale Komponenten (F_LATERAL) umfassen. In einer statischen (nicht bewegten) Situation gilt, FLATERAL = –(Federkraft 155), und tan(α) = FAXIAL/FLATERAL, FAXIAL = –FSPITZE FAXIAL = tan(α)·FLATERAL und FAXIAL = –tan(α)·(Federkraft 155).
Wichtig ist, dass die halbkonisch geformte entfernte Spitze 152 die Federkraft 155 ausnutzen kann, um ein Verankern im Gewebe 154 zu verbessern. Der Winkel (α) kann ausgewählt werden, um F_AXIAL zu definieren, so dass genügend Verankerungskraft für jede gegebene Verwendung der medizinischen Leitung 150 erreicht wird. α kann einer Hälfte eines Kegelwinkels der halbkonischen Spitze entsprechen. Die halbkonisch geformte entfernte Spitze 152 funktioniert ähnlich einem Keil, wenn die Federkraft 155 vorliegt. Folglich kann die halbkonisch geformte entfernte Spitze 152 in das Gewebe 154 in Reaktion auf die Federkraft 155 verkeilt werden, um ein Verankern der Spitze 152 in dem Gewebe 154 zu verbessern.
Eine Anzahl an Ausführungsformen der Erfindung wurden beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch deutlich werden, dass die Erfindung mit Ausführungsformen, die sich von den offenbarten Ausführungsformen unterscheiden, ausgeführt werden kann. Die offenbarten Ausführungsformen werden zur Erläuterung vorgelegt und nicht zur Beschränkung und die Erfindung ist lediglich durch die Ansprüche, die folgen, beschränkt.

Claims

Medizinische Leitung mit: einem ersten gespulten bzw. gewickelten Abschnitt einschließlich einer N Faser bzw. N Fasern, die sich entlang einem ersten Segment der Leitung erstreckt bzw. erstrecken, und einem zweiten gewickelten Abschnitt, der elektrisch mit dem ersten gewickelten Abschnitt gekoppelt ist, wobei der zweite gewickelte Abschnittt N + M Fasern umfasst, die sich entlang einem zweiten Segment der Leitung erstrecken, wobei die N + M Fasern eine erhöhte Steifigkeit des zweiten gewickelten Abschnitts relativ zu dem ersten gewickelten Abschnitt erzeugen, wobei N und M positive ganze Zahlen sind.
Medizinische Leitung nach Anspruch 1, die weiterhin einen elektrisch leitfähigen Bus aufweist, um die N Faser(n) des ersten gewickelten Abschnitts mit den N + M Fasern des zweiten gewickelten Abschnitts zu koppeln.
Medizinische Leitung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Schweißung aufweist, um die M Faser(n) des zweiten gewickelten Abschnitts mit der bzw. den N Faser(n) des ersten gewickelten Abschnitts elektrisch zu koppeln, wobei die N Faser(n) des zweiten gewickelten elektrischen Abschnitts dieselbe ist wie die N Faser(n) des zweiten gewickelten Abschnitts.
Medizinische Leitung nach Anspruch 1, die weiterhin aufweist: ein nahes Ende, das mit einer medizinischen Einrichtung zu koppeln ist, und ein entferntes Ende, das an einer Stelle in einem Patienten zu implantieren ist, wobei der zweite gewickelte Abschnitt bei dem entfernten Ende angeordnet ist.
Medizinische Leitung nach Anspruch 1, die weiterhin einen detektierbaren Indikatorring aufweist, der in der Nähe des entfernten Endes angefügt ist.
Medizinische Leitung nach Anspruch 4, die weiterhin aufweist: ein Lumen, das durch innere Durchmesser des ersten und zweiten gewickelten Abschnitts zwischen dem nahen und dem entfernten Ende definiert ist, und ein isolierendes Rohr, das den ersten und den zweiten gewickelten Abschnitt zwischen dem nahen und dem entfernten Ende über- bzw. abdeckt.
Medizinische Leitung nach Anspruch 6, die weiterhin eine Elektrode auf dem entfernten Ende aufweist, die elektrisch mit dem zweiten gewickelten Abschnitt gekoppelt ist.
Medizinische Leitung nach Anspruch 6, wobei das entfernte Ende eine Steifigkeit hat, die ausreichend ist, um eine J-Form, die auf ein Einsetzen und Entfernen eines J-förmigen Stiletts durch das Lumen erfolgt, zu bewahren.
Medizinische Leitung nach Anspruch 1, bei der ein Abstand bzw. eine Steigung des ersten gewickelten Abschnitts geringer ist als eine Steigung des zweiten gewickelten Abschnitts.
Medizinische Leitung nach Anspruch 1, bei der ein Wickeldurchmesser des ersten gewickelten Abschnitts geringer ist als ein Wickeldurchmesser des zweiten gewickelten Abschnitts.
Medizinische Leitung nach Anspruch 1, bei der eine oder mehrere der N Faser(n) des ersten gewickelten Abschnitts einen Faserdurchmesser hat bzw. haben, der verschieden ist von einem Faserdurchmesser von einer oder mehreren der N + M Faser(n) des zweiten gewickelten Abschnitts.
Medizinische Leitung nach Anspruch 1, die weiterhin einen dritten gewickelten Abschnitt aufweist, der elektrisch mit dem zweiten gewickelten Abschnitt gekoppelt ist, wobei der dritte gewickelte Abschnitt N + M + O Fasern umfasst, die sich entlang einem dritten Segment der Leitung erstrecken, um eine unterschiedliche Steifigkeit in dem dritten gewickelten Abschnitt relativ zu dem zweiten gewickelten Abschnitt zu erzeugen, wobei O eine ganze Zahl ist.
Medizinische Leitung nach Anspruch 1, die weiterhin einen vierten gewickelten Abschnitt aufweist, der elektrisch mit dem dritten gewickelten Abschnitt gekoppelt ist, wobei der vierte gewickelte Abschnitt N + M + O + P Fasern umfasst, die sich entlang einem vierten Segment der Leitung erstrecken, um eine verschiedene Steifigkeit in dem vierten gewickelten Abschnitt relativ zu dem dritten gewickelten Abschnitt zu erzeugen, wobei P eine ganze Zahl ist.
Medizinische Leitung nach Anspruch 1, bei der die medizinische Leitung eine bipolare Leitung ist, wobei der erste und der zweite gewickelte Abschnitt zusammen eine äußere Wicklung bzw. Spule der bipolaren Leitung definieren, wobei die medizinische Leitung weiterhin eine innere Spule bzw. Wicklung aufweist.
Medizinische Leitung nach Anspruch 1, bei der der N = 1 und M = 1 ist.
Medizinische Leitung nach Anspruch 1, bei der der N = 1 und M = 2 ist.
Medizinische Leitung nach Anspruch 1, bei der der N = 2 und M = 1 ist.
Implantierbare medizinische Einrichtung mit: einem Gehäuse, um einen Schaltkreis aufzunehmen, und einer medizinischen Leitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die elektrisch mit dem Schaltkreis gekoppelt ist.
Implantierbare medizinische Einrichtung nach Anspruch 18, bei der die Einrichtung aus der Gruppe gewählt ist, die besteht aus: einem implantierbaren Herzschrittmacher, einem implantierbaren Defibrillator, einem implantierbaren Kardioverter, einem implantierbaren Schrittmacher-Defibrillator-Kardioverter, einer implantierbaren Fühl- bzw. Messeinrichtung, einem implantierbaren Monitor und einem implantierbaren Muskelstimulator, einem implantierbaren Nervenstimulator, einem implantierbaren Tiefenhirnstimulator, einem implantierbaren Magenstimulator, einem implan tierbaren Dickdarmstimulator, einem implantierbaren Wirkstoff- bzw. Mittelspender und einem implantierbaren Aufzeichnungsgerät.
Verfahren zum Bilden einer medizinischen Leitung mit folgenden Schritten: Wickeln eines ersten Satzes von N Faser(n), um einen ersten Abschnitt einer medizinischen Leitung zu definieren, Wickeln eines zweiten Satzes von N + M Fasern, um einen zweiten Abschnitt einer medizinischen Leitung mit einer erhöhten Steifigkeit relativ zu dem ersten Abschnitt zu definieren, wobei N + M positive ganze Zahlen sind, und elektrisches Koppeln des ersten Satzes von N Faser(n) mit dem zweiten Satz von N + M Faser(n).
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des elektrischen Koppelns des ersten Satzes von N Faser(n) mit dem zweiten Satz von N + M Faser(n) folgende Schritte umfasst: Wickeln des ersten Satzes von N Faser(n) um ein erstes Ende eines elektrisch leitenden Busses, und Wickeln des zweiten Satzes von N + M Fasern um ein zweites Ende des elektrisch leitenden Busses.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des elektrischen Koppelns des ersten Satzes von N Faser(n) mit dem zweiten Satz von N + M Fasern den Schritt des Schweißens der M Faser(n) mit der bzw. den N Faser(n) umfasst, wobei die N Faser(n) des ersten Satzes dieselbe ist bzw. dieselben sind wie die N Faser(n) des zweiten Satzes, wobei eine Schweißung einen Übergang zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt definiert.