DE3787276T2 - Implantierbare vielpolige koaxiale Leitung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine vielpolige koaxiale Leitung.
• Die Anforderungen an eine vielpolige koaxiale Leitung zur Verwendung als Teil einer implantierten Elektrodenanordnung in z. B. einem Herzschrittmacher mit langer Lebenszeit sind extrem hoch. Eine Leitung dieses Typs muß z. B. körperverträglich sein, einen niedrigen Widerstand aufweisen, um den Energieverbrauch auf einem niedrigen Niveau zu halten und damit die Lebensdauer der Herzschrittmacherbatterien zu verlängern, eine hohe Ermüdungsfestigkeit unter wiederholten Biegebeanspruchungen aufweisen, biegsam sein, um minimale Störungen der umgebenden Organe zu verursachen und steif genug sein, wenn nach vorne geschoben, um das einfache Einführen in der Klinik zu ermöglichen.
• Diese Anforderungen widersprechen sich zumindest teilweise, wie es offensichtlich der Fall ist für die Anforderungen biegsam zu sein und einen geringen Widerstand aufzuweisen. Um biegsam zu sein, sollten die elektrischen Leiter der Leitung im wesentlichen einen kleinen Durchmesser aufweisen, und für einen geringen Widerstand sollten die elektrischen Leiter einen großen Durchmesser aufweisen.
• Die Versuche, diese Schwierigkeiten zu überwinden, sind bisher vielfältig gewesen. Im Gegensatz zu einer konventionellen koaxialen Leitung beschreibt die DE-A-3 031 752 eine koaxiale Leitung, bei der die elektrischen Leiter einzeln isoliert und zu einer einzigen vielpoligen Wendel gewickelt sind. Obwohl der Durchmesser dieser Leitung im Vergleich zu einer konventionellen Leitung mit einer inneren und einer äußeren Wendel aus elektrischen Leitern, die voneinander durch eine Isolierschicht getrennt sind und bei denen die elektrischen Leiter auch im äußeren Bereich der Leitung von einer weiteren Isolierschicht umgeben sind, reduziert wurde, hat die vielpolige Wendel notwendigerweise eine steilere Steigung und verursacht daher eine reduzierte Flexibilität. Außerdem erfordert das einzige Isoliermaterial einen Kompromiß zwischen den elektrischen Eigenschaften und der Körperverträglichkeit für dieses Material.
• Die EP-A-0 092 798 präsentiert eine Lösung, bei der die äußere Wendel aus einem Metallband oder einer bandförmigen Kordel besteht, um den Durchmesser und den Widerstand zu reduzieren und gleichzeitig die Flexibilität zu steigern.
• Eine Leitung für z. B. Katheter und elektrische Messungen in der Medizin ist beispielhaft in der DE-A-2 408 707 angegeben und enthält eine vielpolige Leitung, in der eine vielpolige Wendel axial durch ein erstes Isoliermaterial voneinander getrennter elektrischer Leiter zusätzlich derart isoliert ist, daß die Wendel sich in der Wand eines schlauchförmigen zweiten Isoliermateriales befindet. Das Innere dieses Schlauches ist ein flüssiger Leiter. Obwohl diese Anordnung, bei der die elektrischen Leiter und das erste Isoliermaterial in das zweite Isoliermaterial eingebettet sind, einen verminderten Durchmesser und gute elektrische Isolierung und Körperverträglichkeit dieser Leitung ermöglicht, haben die explizit angegebenen Materialien für den elektrischen Leiter, Kupfer, und für das erste Isoliermaterial, Isolierlack, Eigenschaften, die diese Leitung ungeeignet für Implantationen und speziell für intrakardiale Implantationen macht. Die Materialien in einer Leitung für intrakardiale Implantationen muß in etwa 100 000 Biegungen pro Tag widerstehen und als Konsequenz daraus muß die Leitung eine extrem hohe Ermüdungsfestigkeit aufweisen. Wenn weiterhin ein Mandrin bei der Einführung verwendet würde, könnten die Wände des Isoliermateriales in der zentralen Öffnung der Leitung leicht penetriert werden.
• Die EP-A-0 162 178 beschreibt eine vielpolige koaxiale Leitung für eine Elektrode zur Stimulierung von Körpergewebe mit einer Vielzahl von zu einer Wendel gewickelten elektrischen Leitern, wobei jeder Leiter mit einem ersten Isoliermaterial isoliert ist und wobei die Wendel zwischen einer äußeren und einer inneren schlauchförmigen Isolierschicht angeordnet ist; die innere Öffnung der inneren Isolierschicht enthält eine wedelförmig gewickelte Spule, die aus einer vielpoligen Anordnung elektrischer Leiter besteht.
• Die EP-A-0292 596, die vor dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung eingereicht wurde und die nach diesem Datum veröffentlicht wurde, beschreibt eine vielpolige koaxiale Leitung für eine Elektrode zur Stimulierung von Körpergewebe mit einer Vielzahl von zu einer Wendel gewickelten elektrischen Leitern, wobei jeder Leiter mit einem ersten Isoliermaterial isoliert ist und in einem zweiten, schlauchförmigen Isoliermaterial eingebettet und durch dieses axial von den anderen Leitern getrennt ist und wobei die innere Öffnung des zweiten Isoliermaterials eine wendelförmig gewickelte Spule zum Führen eines Mandrins aufweist.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegen Erfindung, eine implantierbare vielpolige koaxiale Leitung anzugeben, die einen optimalen Kompromiß der divergierenden Anforderungen für Steifheit, Flexibilität, Ermüdungsfestigkeit und Widerstand, wie sie in den vorherigen Abschnitten diskutiert wurden, darstellt.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Leitung, wie sie im Patentanspruch 1 angegeben ist, gelöst.
• Die in Anspruch 1 angegebene Leitung, die im wesentlichen eine Wendel von individuell isolierten elektrischen Leitern angibt, die in der Wand des Leitungsschlauches eingebettet sind und bei der die innere Öffnung des Schlauches eine wendelförmig gewickelte Spule zum Führen eines Mandrins aufweist, hat den Vorteil, daß sie einen reduzierten Durchmesser aufweist und gute elektrische und körperverträgliche Eigenschaften in Kombination mit einer Führung für einen Mandrin hat, die vor Penetration schützt. Die Vielseitigkeit der Leitung ist dadurch vergrößert worden, daß die Spule zum Führen des Mandrins aus einer Vielpolanordnung elektrischer Leiter zusammengesetzt ist.
• Vorteilhafterweise ist mindestens ein elektrischer Leiter ein mehrfädiger Draht, um die Flexibilität zu vergrößern. Vorteilhafterweise sind die Fäden wendelformig gewickelt.
• Um die Leitungseigenschaften bei der Einführung weiter zu verbessern, sind alle wendelförmig gewickelten Anordnungen in der Leitung in der gleichen Richtung gewickelt, daß heißt linksherum oder rechtsherum. Diese vorteilhafte Ausführungsform entspricht der Angewohnheit der Ärzte, wonach das Einführen der Leitung in einer Weise erfolgt, wobei das Vorwärtsrichten der Leitung die schraubenformige Bewegung der Hand des Chirurgen in einer Richtung und das Zurückziehen der Leitung die Bewegung der Hand des Chirurgen in der entgegengesetzten Richtung beinhaltet. Da es vorteilhaft ist, daß die Leitung beim Zurückziehen von Befestigungsgewebe flexibel ist und steif, wenn sie sich dem Befestigungsgewebe nähert, und da mehrere Versuche notwendig sein können, bevor eine optimale Elektrodenfixierung erreicht wird, ist es von großer Bedeutung, daß das eine innere Eigenschaft der Leitung ist, unabhängig von der Funktion des Mandrins. Das ist dadurch erreicht, daß alle Wendeln in der gleichen Richtung angeordnet sind, daß heißt für rechtshändige Chirurgen sollte die Wendel linksherum gewickelt sein und für linkshändige Chirurgen sollte die Wendel rechts herum gewickelt sein.
• Andere Ausführungsformen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 5 bis 7 richten sich z. B. auf vorteilhafte Kombinationen der elektrischen Leiter und des Isoliermaterials.
• Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nunmehr Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen.
• Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt einer vielpoligen koaxialen Leitung, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und die eine Vierpolleiteranordnung illustriert, die in einen Isolierschlauch aus Silikongummi eingebettet sind. Die Spule zum Führen des Mandrins ist als Vierpolanordnung dargestellt.
• Fig. 2 ist ein radialer Querschnitt eines wendelförmig gewickelten mehrdrähtigen Leiters.
• Bezugnehmend auf die Figuren zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eine vielpolige Leitung 1 mit äußeren, wendelförmig gewickelten elektrischen Leitern 2&sub1;, 2&sub2;, 2&sub3;, 2&sub4; in einer Vierpolanordnung. Die elektrischen Leiter 2&sub1;-2&sub4; bestehen aus mehrfädigen Drähten (z. B. Edelstahl) die hohe Ermüdungsfestigkeit während wiederholter Biegebeanspruchungen aufweisen. Die Fäden sind alle in der gleichen Richtung gewickelt. Die elektrischen Leiter 2&sub1;-2&sub4; sind von einem ersten Isoliermaterial 3 mit guten elektrischen Isoliereigenschaften wie FEP (fluoriertes Äthylenpropylen) oder PTFE (Polytetrafluoräthylen) umgeben. Die Leiter 2&sub1;-2&sub4; sind in einem zweiten isoliermaterial 4 mit guten körperverträglichen Eigenschaften, wie beispielsweise Silikongummi wie das von der Firma Dow Corning hergestellte Silastik Q7-4840 eingebettet. Eine zentrale Öffnung in dem schlauchförmigen zweiten Isoliermaterial weist eine Spule 5&sub1;, 5&sub2;, 5&sub3;, 5&sub4; für einen Mandrin auf. Die Leiter 5&sub1;-5&sub4; der Führungsspule können aus MP 35 N bestehen, möglicherweise einer mehrfädigen Anordnung.
• Die Leiter 2&sub1;-2&sub4; und 5&sub1;-5&sub4; können individuell durch farbige Isoliermaterialien möglicherweise kombiniert mit einem Kontrastmittel für Röntgenstrahlen identifizierbar sein. Z.B. kann die Führungsspule einen inneren Durchmesser von 0,5 mm und die Leitung einen äußeren Durchmesser von ung. 2,0 mm haben. Die äußere Leiterwendel ist mit einer Steigung von 2-4 mm gewickelt, und der Abstand zwischen den isolierten Leitern beträgt etwa 0,2 mm. Das schlauchförmige zweite Isoliermaterial ist in zwei Schritten hergestellt, wobei der erste Schritt das Extrudieren des inneren Teils des Schlauches und der zweite Schritt das Extrudieren des äußeren Teiles des Schlauches auf die isolierten äußere Leiter 2&sub1;-2&sub4;, die auf den inneren Teil des Schlauches gewickelt sind, beinhaltet, so daß die äußere Leiterwendel in die integrierte Schlauchwand eingebettet ist.

Claims (7)

1. Vielpolige koaxiale Leitung (1) für eine Elektrode zur Stimulierung von Körpergewebe mit einer Vielzahl von zu einer Wendel gewickelten elektrischen Leitern (2&sub1;, 2&sub2;, 2&sub3;, 2&sub4;), wobei jeder Leiter (2&sub1;-2&sub4;) mit einem ersten Isoliermaterial (3) isoliert und in einem zweiten, schlauchformigen Isoliermaterial (4) eingebettet und durch dieses axial von den anderen Leitern getrennt ist und wobei die innere Öffnung des zweiten Isoliermaterials (4) eine wendelförmig gewickelte Spule zum Führen eines Mandrins aufweist, die sich aus einer Vielpolanordnung von elektrischen Leitern (5&sub1;, 5&sub2;, 5&sub3;, 5&sub4;) zusammensetzt.

2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein elektrischer Leiter (2&sub1;- 2&sub4;, 5&sub1;-5&sub4;) ein mehrfädiger Draht ist.

3. Leitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden wendelförmig gewickelt sind.

4. Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle wendelförmig gewickelten Anordnungen in der Leitung (1) in der gleichen Richtung gewickelt sind.

5. Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Isoliermaterial (3) fluoriertes Ethylen Propylen (FEP) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) und das zweite Isoliermaterial (4) Silikongummi ist.

6. Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste Isoliermaterial (3) Mittel zum Identifizieren individueller elektrischer Leiter aufweist.

7. Leitung nach Anspruch 6, wobei die Identifizierungsmittel aus einem Röntgenstrahlkontrastmittel, einer Farbe oder einer Kombination von beiden bestehen.