DE2743431C2

DE2743431C2 - Vorrichtung zum transvenösen Einpflanzen von zumindest einer Schrittmacher-Elektrode in ein Herz

Info

Publication number: DE2743431C2
Application number: DE2743431A
Authority: DE
Inventors: Erik Gustaf Bertil Bjärred Reenstierna
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-09-28
Filing date: 1977-09-27
Publication date: 1986-02-27
Also published as: SE7610696L; GB1566472A; US4162679A; DE2743431A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum transvenösen Einpflanzen von zumindest einer Schrittmacher-Elektrode in ein Herz, die über einen elektrischen Leiter mit einem Schrittmacher zur Übertragung von Reizimpulsen auf das Herz verbindbar ist, mit einem Elektrodenkopf, der die Elektrode trägt und mit dem Leiter verbunden ist.

Bei transvenöser Einpflanzung der zum Kontakt mit dem inneren Herzmuskelgewebe, dem Endokard, bestimmten Elektrode, der sogenannten Reizelektrode, eines Schrittmachers zur Behandlung von Herzarrhytmien wird eine gewählte Vene, z. B. eine Halsvene oder

eine Armvene, geöffnet und die Elektrode durch die Venenöffnung und die Vene in die rechte Kammer des Herzens eingeführt Die Elektrode ist mit einer elektrischen Leitung verbunden, die an den unter der Kleidung am Körper getragenen oder in den Körper chirurgisch eingepflanzten Schrittmacher angeschlossen oder anschließbar ist Die dünne und weiche Leitung ist nvttels Versteifungsglieder versteift um eine Lenkung der Elektrode in das Herz zu gestatten. Diese Lenkung wird ίο durch Röntgendurchleuchtung des jeweiligen Körperbereiches überwacht Die Lenkung erfordert eine genau kontrollierte Handbewegung und somit eine strenge Konzentration von Seiten des Chirurgen, was manchmal eine unzulässig lange Zeit in Anspruch nimmt

Auch die zum Zusammenwirken mit der Reizelektrode bestimmte Gegenelektrode des Schrittmachers wird manchmal mittels der genannten Versteifungsglieder oder eines anderen Versteifungsgliedes zusammen mit der Reizelektrode in ein gewähltes Gebiet des Herzens z. B. den rechten Vorhof, geführt, in anderen Fällen aber außerhalb des Herzens verlegt, z. B. als Teil der Schrittmacherdose in Kontakt mit Körpergewebe (Erdung).

Die ReizeJektrode wird durch die gewählte Vene bis in die Spitze der rechten Kammer geführt und dort mit dem Spitzengewebe (Endokard) in elektrischen Kontakt gebracht, um eine Stimulation des die Herztätigkeit bestimmenden Herzmuskels (Myokard) zu gestatten. Damit der genannte Kontakt bestehenbleibt, muß die Elektrode an der Kontaktstelle während einer hinreichend langen Zeit still liegen, so daß das Fibrin an und rund um die Elektrode ausgefällt werden kann und die Elektrode auf diese Weise in der gewählten Kontaktlage festwächst. Falls die Elektrode nicht in der Kontaktlage still liegt, wird Fibrin zwischen dem Herzgewebe und der Reizelektrode ausgefällt, was eine Widerstandserhöhung, sogenannten Schwellenwertanstieg, in der elektrischen Verbindung zwischen Herzgewebe und Elektrode und demzufolge eine verschlechterte oder aufgehobene Schrittmacherfunktion ergibt.

Um ein solches Stilliegen der Reizelektrode zu ermöglichen, muß erstens der Patient stil! liegen und zweitens die Elektrode an dem Herzgewebe fixiert werden, da die Herztätigkeit, d. h. die Zusammenziehung und Ausdehnung der Herzmuskeln und die Blutströmung, die Elektrode außer Berührung mit dem Gewebe führen kann. Die Forderung des Stilliegens des Patienten stellt einen ernsten Nachteil dar, weil sich die Gefahr z. B. einer Thrombose hierdurch bei vielen Patienten erhöht.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist bekannt aus der DE-OS 23 19 054. Diese Druckschrift zeigt eine transvenös implarttierbare Herzschrittmacherelektrode, deren Elektrodenkopf ein hohes Gewicht aufweist, damit er auch bei Bewegungen des Herzens sicher am Myokard anliegen bleibt. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung ist es nötig, daß der Patient während des Anwachsens der Elektrode stilliegen muß.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher ein schnelles gezieltes Einführen der Elektrode an die gewünschte Stelle und eine'Fixierung an dieser Stelle ermöglicht wird, ohne daß der Patient stilliegen muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Elektrodenkopf ein permanent magnetisiertes oder magnetisierbares Material enthält, daß zumindest ein Magnet vorgesehen ist, der von außerhalb des Patientenkörpers betätigbar ist, um durch sein Kraftfeld auf das magnetisierbare oder das permanent magneti-

sierte Material im Elektrodenkopf einzuwirken, wenn sich der Elektrodenkopf innerhalb des Patientenkörpers befindet, und so den Eiektrodenkopf zu einem ausgewählten Herzbereich zu führen, und daß ein Permanentmagnet vorgesehen ist, der außen am Brustkorb des Patienten befestigbar ist, um den Elektrodenkopf in Berührung mit dem gewählten Bereich dta Herzes zu halten, bis das Wachstum von Körpergewebe den Elektrodenkopf an seinem Platz hält

Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fi g. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Menschenkörper mit chirurgisch eingepflanzter Schrittmacherdose und mit erfindungsgemäß in die Spitze der rechten Herzkammer eingeführter Reizelektrode,

F i g. 2 einen Längsschnitt eines Elektrodenkopfes in größerem Maßstab, und

F i g. 3 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fixierung der Elektrode an ihrem Platz im Herzen.

In F i g. 1 ist ein durchschnittener Menschenrumpf mit einer in die Brust chirurgisch eingepflanzten Schrittmacheidose 1 gezeigt, welche über einen elektrischen Leiter 2 mit einer in einem Elektroden tragenden Kopf 3 angeordneten Reizelektrode verbunden ist. Der Kopf 3 enthält ein permanentmagnetisierbares oder permanentmagnetisiertes Material und ist unter Hinweis auf F i g. 2 nachstehend näher beschrieben. Der Elektrodenkopf ist in die rechte Kammer 5 des Herzens 4 mit Elektroden in Kontakt mit dem Endokard in der Spitze der Kammer eingeführt.

Zur Einführung der Elektrode wird eine gewählte Vene 6, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Halsvene, z. B. Vena Jugularis Externa, geöffnet und der Elektrodenkopf an dem dem Schrittmacher entgegengesetzten Ende der Leitung 3 wird in die zustandegebrachte Venenöffnung 7 eingeführt. Ein magnetisches Kraftfeld wird dem Elektrodenkopf 3 mittels eines Elektromagneten 8 aufgedrückt, welcher über ein elektrisches Kabel 9 mit einem zur Regelung des Erregungsstromes des Elektromagneten und demzufolge des vom Elektromagneten erzeugten magnetischen Kraftfeldes vorgesehen, fußbetätigten Regelungsglied 10 verbunden ist, das über ein Kabel 11 an das Stromversorgungsneiz anschließbar ist. Der Elektromagnet 8, der in üblicher Weise an einen Wechselstromgleichrichter angeschlossen ist, wird außen am Rumpf in der Nähe der Venenöffnung 7 angebracht, so daß sein magnetisches Kraftfeld, das den Körper oder Rumpf durchdringen kann, durch Attraktion auf das magnetische Material im Elektrodenkopf einwirkt.

Unter der Wirkung dieses den Körper oder Rumpf durchdringenden magnetischen Kraftfeldes und durch Bewegung des Elektromagneten außen am Rumpf von dem Bereich der Halsvenenöffnung in Richtung auf das Herz wird der Elektrodenkopf in der Vene gegen das Herz fortbewegt. Bei der Fortbewegung des Elektrodenkopfes gegen das Herz wird der bezügliche Körperbereich in üblicher Weise durch Röntgenbestrahlung zwecks Überwachung der Fortbewegung durchleuchtet. Der Elektromagnet kann dabei in einfacher Weise außen am Körper in der gewünschten Richtung für eine korrekte, im wesentlichen zentrierte Lenkung des Elektrodenkopfes in der Vene bewegt werden. Hierzu läßt sich auch die Stärke des Magnctkraftfeldes durch Betätigung des Fußrcgelungsglicdes 10 regeln. Das Regclungsglied enthält nicht gezeigte übliche Mittel zum Umsteuern der Stromrichtung im Elektromagneten und dadurch der Richtung des vom Elektromagneten erzeugten Magnetfeldes, um eine Zurückbewegung des Elektrodenkopfes und somit der Elektrode zu ermöglichen.

Es sei hier bemerkt, daß anstelle eines Elektromagneten ein Permanentmagnet für die genannte Fortbewegung des Elektrodenkopfes und somit der Elektrode in

ίο Richtung auf das Herz zu oder von ihm weg angewendet werden kann, obgleich ein Elektromagnet vorzuziehen ist, da sein Magnetfeld veränderlich ist und dadurch in jeder Lage der Elektrode in deren Bahn zum Herzen eingestellt werden kann, damit die Gefahr einer Beschädigung von Gefäßen und Geweben auf ein Mindestmaß reduziert wird. Der Elektromagnet kann spitz sein, wie dies veranschaulicht ist, damit das magnetische Feld konzentriert wird. Durch Bewegung des Elektromagneten außen am Rumpf gegen das Herz wird der Elektrodenkopf dazu gebracht, sich längs der gewählten Vene durch die obere Hohlvene, den rechten Vorhof 12 und die Trikuspidalklappe 13 in die rechte Kammer 5 und genauer genommen in die Spitze dieser Kammer, wie dies veranschaulicht ist, zu bewegen, um Kontakt mit dem Endokard herzustellen.

Es sei bemerkt, daß bei dem elektrischen Leiter 2 zum Unterschied von den bekannten Leitern kein Versteifungsglied vorgesehen zu sein braucht, welches die Elektrode gegen das Herz lenkt, da sich die Elektrode in einer äußerst genauen Weise mit Hilfe des genannten magnetischen Kraftfeldes in das Herz hineinführen läßt, ohne andere Manipulationen als kleine Bewegungen des Elektromagneten 8 außen am Rumpf. Dies ermöglicht auch ein verhältnismäßig einfaches und schnelles Ziehen der Elektrode an der empfindlichen und kritischen Verdrängung vorbei, die durch die Trikuspidalklappe gebildet ist.

Der Elektrodenkopf 3 ist in seinen Einzelteilen in Fig.2 gezeigt. Er umfaßt eine Reizelektrode 14 aus einem elektrisch leitenden und mit den Flüssigkeiten und der inneren Atmosphäre des Körpers zusammenpassenden Material, z. B. einer üblichen Platina/Iridiumlegierung. Die Elektrode sitzt wie ersichtlich an dem freien Ende des Elektrodenkopfes und ist für den bereits beschriebenen Kontakt mit dem Endokard bestimmt. Die Elektrode hat einen schalenförmigen Teil 15 mit abgerundeter Stirnfläche, damit sich die Elektrode bei ihrer Bewegung aus der Vene in die Herzspitze nicht an Körperteilen festhakt, und einen Ringflansch 16, der von der inneren Randfläche des schalenförmigen Teils nach hinten vorsteht, so daß der Elektrodenkörper auswendig einem Pilz ähnlich ist. Der Ringflansch 16 umgreift mit Preßsitz einen hauptsächlich zylindrischen Körper 17 aus einem permanentmagnetisierten oder permanentmagnetisierbaren Material mit einem Durchtrittsloch 18, durch welches sich die vordere Endpartie 19 des elektrischen Leiters 3, der vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Elektrode besteht, erstreckt und z. B. durch Löten mit der Innenfläche des schalenfönnigen Teils elektrisch leitend verbunden ist. Außerhalb des zylindrischen Körpers 17 ist der Leiter schraubenförmig gewickelt und an dem hinteren, nicht gezeigten Ende mit der Schrittmacherdose verbunden. Ein Gehäuse 20 nus einem mit den Flüssigkeiten des Körpers und

b5 dessen innerer Atosphäre zusammenpassenden, elektrisch isolierenden und von Magnetkraftfeldern durchdringliches Material, z. B. irgendein üblicher Silikonkautschuk, umschließt den schraubenförmig gewickelten

Leiter, den hinter dem Elektrodenflansch 16 gelegenen Teil des Körpers 17 und den Elektrodenflansch 16 selbst und schließt sich auswendig mit glatter Übergangsfläche an die gewölbte Stirnfläche des schalenförmigen Teils 15 der Elektrode an. Um eine sichere Verbindung des Gehäuseteils mit dem Körper 17 und dem Flansch 16 zu gewährleisten, kann der Gehäuseteil aufvulkanisiert sein. Der Körper 17 ist zumindest an seinem innerhalb des Flansches 16 gelegenen Teil mit einer Oberflächenschicht aus irgendeinem Isolierstoff versehen, so daß der elektrische Strom zwischen der Elektrode 14 und dem Leiter 3 nicht durch den Körper 17 passieren kann.

Der Körper 17 kann aus irgendeinem permanentmagnetisierbaren oder permanentmagnetisierten Metall oder Metallegierung bestehen, jedoch sind seltene Erdmetalle wie Yttrium, Lanthan oder Kobalt oder Legierungen daraus bevorzugt, da diese Metalle und Legierungen nach Magnetisierung einen kräftigen, verbleibenden Magnetismus aufweisen, was mit Rücksicht darauf erwünscht ist, daß die Elektrode vielleicht mehrere Jahre lang im Herzen verbleiben muß und es erforderlich sein kann, die Elektrode in einer weiter unten beschriebenen Weise zu versetzen.

Der Elektromagnet 8 wird vorzugsweise in der Weise am Rumpf hinwegbewegt, daß die magnetischen Pole des Körpers 17 unter der Wirkung der Kraftfelder des Elektromagneten 8 hauptsächlich an die Enden des Körpers 17 verlegt werden, falls der Körper 17 nicht bereits früher, vor seiner Einführung in die Vene, magnetisiert worden ist.

Es sei erwähnt, daß anstelle des in der Mitte des Körpers 17 angeordneten Loches irgendeine andere öffnung im und längs des Körpers 17 vorgesehen werden kann, welche eine direkte elektrische Verbindung des vorderen Endteils des Leiters mit der Elektrode gestattet, z. B. ein radialer Kanal oder eine radiale Nut in der Außenfläche des Körpers, welche den Endteil des Leiters aufnehmen kann. Es ist sogar möglich, die Elektrode außen am Körper vorzusehen; es ist indessen wesentlieh, daß der Anschluß zwischen den Elektroden und dem Leiter direkt ist, d. h. ohne zwischenliegendes Material, das den Widerstand für den elektrischen Strom zwischen Leiter und Elektrode erhöhen und ein galvanisches Element mit der Elektrode bilden würde, was zur Oxidation und zum schnellen Verbrauch der von der Batterie des Schrittmachers gelieferten Energie führen würde.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Ausbildung des Körpers 17 ist die Sinterung des bezüglichen Metalls in Pulverform, da es schwierig sein kann, durch Maschinenbearbeiiung ein fvieiaiisiüuk iiiii dem genannten Loch oder Kanal auszubilden. Das Sinterwerkzeug hat dabei einen Vorsprung oder einen Wulst mit Hinterschliff zur Formung des Loches oder des Kanals.

Nachdem die Elektrode in der unter Hinweis auf F i g. 1 beschriebenen Weise in Kontakt mit dem Endokard geführt worden ist, wird sie an der Kontaktstelle mit Hilfe eines Permanentmagneten 21 (Fig.3) von vorzugsweise dem gleichen Material wie das des permanentmagnetisierten Körpers 17 fixiert Der Permpnentmagnet 21 wird außen am Körper des Patienten im Bereich gegenüber der Herzspitze in zweckdienlicher Weise, z. B. mittels eines Klebestreifens oder eines um den Körper geknüpften Bandes befestigt, so daß sein Kraftfeld den Körper 17 und somit auch die Elektrode attrahiert. Das magnetische Kraftfeld dieses Permanentmagneten ist derart bemessen, daß es den Magnetkörper 17 im Elektrodenkopf mit einer Kraft attrahiert, die hinreichend ist, um die Elektrode entgegen den Kräften des stetig sich bewegenden Myokards und entgegen den Patientenbewegungen in der gewählten Kontaktlage mit dem Endokard festzuhalten, so daß der Elektrode während einer gewissen Zeit Gelegenheit gegeben wird, durch Fibrinausfällung auf der Elektrode und rundum sie an der Kontaktsteile festzuwachsen.

Ein äußerst wesentlicher Vorteil mit dieser Elektrodenfixierungsmethode und -vorrichtung liegt darin, daß der Patient während der Zeit, wo die Elektrode durch Fibrinausfällung an dem Endokard festwächst, nicht bettlägerig zu sein braucht, da die Kraft des Permanentmagneten 21 die Elektrode an der beabsichtigten Kontaktstelle trotz der Patientenbewegungen und der Herztätigkeit an der beabsichtigten Kontaktstelle festhält. Hierin besteht der Unterschied gegenüber den eingangs erwähnten Fixiervorrichtungen, die an von Patienten- und Herzbewegungen abhängigen Kräfte zum Festhalten der Elektrode gebunden sind und dadurch die Bettlägerigkeit des Patienten während der Fibrinausfällungszeit fordern, was u. a. Thrombosegefahren ergibt.

Falls die Elektrode im Laufe der Jahre einen höheren Schwellenwert erhält, d. h. falls Fibrin zwischen die Elektrode und das Endokard hineinwächst und einen Widerstandsanstieg ergibt, ist es mittels der erfindungsmäßigen Vorrichtung möglich, die Elektrode zu versetzen.

Hierzu wird die Polarität des Elektromagneten 8 umgesteuert, so daß das von dem Magneten erzeugte Kraftfeld den Elektrodenkopf wegstoßen und dadurch die Elektrode aus der festgewachsenen Lage herausführen kann, wonach die Polarität des Elektromagneten 8 aufs neue umgesteuert wird, damit der Körper 17 attrahiert wird und die Elektrode 14 dadurch in eine andere Lage im elektrischen Kontakt mit dem Endokard gebracht wird. Zum Unterschied von den bisher benutzten Verfahren ist es bei dem erwähnten Widerstandsanstieg nicht nötig, die Elektrode im Herzen zu belassen und eine neue Elektrode ins Herz einzuführen, sondern ein und dieselbe Elektrode kann in bequemer Weise versetzt werden.

Es ist im obigen vorausgesetzt worden, daß die zur Zusammenwirkung mit der Reizelektrode bestimmte Gegenelektrode in einer nicht gezeigten, jedoch dem Fachmann bekannten Weise auf der Schrittmacherdose 1 selbst vorgesehen ist. Die Gegenelektrode kann aber auch mit ihrem eigenen isolierten Leiter mechanisch mit der Reizelektrode verbunden sein, so daß die Gegenelektrode zusammen mit der Reizelektrode mit Hilfe des auf den Magnetkörper der Reizelektrode ausgeübten Magneikrafifeldes in einen gewählten Bereich des Herzens hineingeführt werden kann. Außerdem kann auch der Gegenelektrode ein Magnetkörper zugeordnet sein, welcher zu einer Versetzung der Gegenelektrode nach einer gewählten Stelle im Herzen dient.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum transvenösen Einpflanzen von zumindest einer Schrittmacher-Elektrode in ein Herz, die über einen elektrischen Leiter mit einem Schrittmacher zur Übertragung von Reizimpulsen auf das Herz verbindbar ist, mit einem Elektrodenkopf, der die Elektrode trägt und mit dem Leiter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenkopf (3) ein permanent magnetisiertes oder magnetisierbares Material (17) enthält, daß zumindest ein Magnet vorgesehen ist, der von außerhalb des Patientenkörpers betätigbar ist, um durch sein Kraftfeld auf das magnetisierbare oder das permanent magnetisierte Material im Elektrodenkopf (3) einzuwirken, wenn sich der Elektrodenkopf innerhalb des Patientenkörpers befindet und so den Elektrodenkopf zu einem ausgewählten Herzbereich zu führen, und daß ein Permanentmagnet (21) vorgesehen ist, der außen am Brustkorb des Patienten befestigbar ist, um den Elektrodenkopf in Berührung mit dem gewählten Bereich des Herzens (4) zu halten, bis das Wachstum von Körpergewebe den Elektrodenkopf an seinem Platz hält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (8) zur Führung des Elektrodenkopfes ein Elektromagnet ist, der verbunden ist mit einer Vorrichtung (9—11) zum Variieren der Feldstärke des Elektromagneten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisierbare Material ein seltenes Erdmetall oder eine Legierung daraus ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode am vom Schrittmacher (1) her gesehen distalen Ende der Leitung (2) angeordnet ist und daß das magnetisierbare oder permanent magnetisierte Material die Form eines innerhalb des genannten distalen Endes angeordneten Körpers (17) mit einer Durchtrittsöffnung (18) zur direkten Verbindung des Leiters (2) mit der Elektrode (14) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (14) vom Körper (17) aus dem permanent magnetisierten oder magnetisierbaren Material isoliert ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (14) und die Leitung (2) aus dem gleichen Material bestehen.