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Die
vorliegende Erfindung betrifft medizinische Stimulatoren und Zuleitungen
bzw. Leitungen im Allgemeinen und insbesondere Mechanismen zum Verbinden
implantierbarer medizinischer Stimulatoren und Leitungen.
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Die
Mechanismen zum Verbinden implantierbarer elektrischer Leitungen
und implantierbarer Stimulatoren allgemein haben die Form eines
am implantierbaren Stimulator angebrachten Verbinderblocks angenommen,
der mit einer Bohrung zum Aufnehmen des proximalen Endes der zugeordneten elektrischen
Leitung versehen ist. Die Bohrung des Verbinderblocks enthält typischerweise
einen oder mehrere elektrische Verbinder, die in einen oder mehrere
Verbinderstifte oder Verbinderringe eingreifen, die sich am proximalen
Ende der Leitung an einer Verbinderanordnung befinden. Gegenwärtig verwenden
die meisten implantierbaren Vorrichtungen Verbinder mit Bohrungen,
welche einen oder zwei elektrische Verbinder enthalten, die Verbinderanordnungen
aufnehmen, welche entsprechenderweise auch mit einem oder zwei Verbindern
versehen sind, die gewöhnlich
die Form eines Verbinderstifts und eines Verbinderrings größeren Durchmessers,
der distal zum Verbinderstift angeordnet ist, annehmen. Ein Beispiel
eines solchen Verbindungssystems ist die IS-1-Verbindernorm, die
gewöhnlich
in Zusammenhang mit implantierbaren Schrittmachern und Defibrillatoren
verwendet wird, welche allgemein den elektrischen Verbindersystemen
entsprechen, welche in US-A-5 076 270 von Stutz, Jr., in US-A-5
514 172 von Mueller und in US-A-5 431 695 von Wicklund u. a. erläutert sind.
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In
EP-A-060317 ist ein System offenbart, welches ein schnelles und
sicheres Ersetzen ermöglicht,
ohne daß die
elektrische Stimulation des Herzens des Patienten von außen unterbrochen
wird, wobei der in den Schrittmacher eingeführte Kontaktstift des Elektrodenkatheters
von außen
zugänglich ist,
wobei ein entsprechendes Werkzeug damit zu verwenden ist, wodurch
der Kontaktstift aus dem Schrittmacher herausgeschoben werden kann,
wobei das Werkzeug mit Mitteln zum Herstellen von Kontakt mit dem
Elektrodenkatheter versehen ist, welche die ununterbrochene elektrische
Stimulation mit dem Herzen während
des gesamten Austauschvorgangs des Schrittmachers ermöglichen.
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Weil
elektrische Stimulationsleitungen immer komplexer werden und eine
zunehmende Anzahl von Sensoren, Elektroden oder anderen elektrischen Komponenten
tragen, wächst
der Bedarf an einer zunehmenden Anzahl elektrischer Verbinder zu
den Leitungen entsprechend. Typischerweise sind bei kommerziell
vertriebenen Leitungen zur Verwendung mit Herzschrittmachern und
implantierbaren Defibrillatoren Leitungen, die mehr als zwei Verbindungen benötigen, mit
gegabelten Verbinderanordnungen versehen, die zwei Arme aufweisen,
wobei jeder Arm einen oder zwei Verbinder trägt. Beispiele solcher gegabelter
Verbinderanordnungen können
US-A-5 174 288 von Bardy u. a. und US-A-4 180 078 von Anderson entnommen
werden. Es wurde wiederholt vorgeschlagen, daß es an Stelle der Verwendung
gegabelter Verbinderanordnungen vorteilhaft wäre, eine Leitung mit mehr als
zwei Verbindern zu verwenden, die linear entlang einer einzigen,
nicht gegabelten Verbinderanordnung ausgerichtet sind, welche wiederum
in eine einzige Verbinder bohrung am zugeordneten implantierbaren
Stimulator eingeführt
werden könnte.
Es wurden zahlreiche Vorschläge
für solche multipolaren
In-Line-Verbindersysteme gemacht, wie in US-A-4 934 367 von Daglow,
in US-A-5 304 219 von Chernoff u. a., in US-A-4 971 057 von Theres
und in US-A-4 469
104 von Peers Trevarton offenbart ist. Wenn solche Verbindersysteme
implantiert werden, treten jedoch bestimmte praktische Schwierigkeiten auf.
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Insbesondere
ist es in Zusammenhang mit implantierbaren Defibrillatoren erforderlich,
ein hohes Maß einer
elektrischen Isolation zwischen Verbindern innerhalb derselben Bohrung
des Verbinderblocks bereitzustellen. Es ist auch erforderlich, ein hohes
Maß an
Widerstand gegen ein Eindringen von Fluid in die Bohrung bereitzustellen.
Der traditionelle Mechanismus zum Erfüllen dieser Anforderungen bestand
im Bereitstellen elastomerer Dichtungsringe, welche benachbarte
elektrische Verbinder voneinander trennen und den Eintrittspunkt
der Leitung dichten. Die Dichtungsringe können sich entweder an der Leitungsverbinderanordnung
oder im Verbinderblock befinden. Jeder zusätzliche Satz von Dichtungsringen
erhöht
jedoch den erforderlichen Kraftaufwand zum Einführen der Leitungsverbinderanordnung
in die Bohrung des Verbinderblocks. Weil die Leitung normalerweise
durch Schieben der Leitungsverbinderanordnung in den Verbinderblock
eingeführt
wird, ist der Teil der Leitung unmittelbar distal zum Teil der Verbinderanordnung,
der innerhalb der Bohrung liegt, normalerweise steif genug ausgelegt,
um zu ermöglichen,
daß das
erforderliche Niveau an Einführungskraft
auf die Verbinderanordnung ausgeübt wird.
Durch das Erhöhen
der Steifigkeit der Leitung an dem Punkt, an dem sie aus dem implantierbaren Stimulator
austritt, wird jedoch die Konstruktion der Leitung kompliziert gemacht,
und dies ist über
einen gewissen Punkt hinaus nicht erwünscht, weil erwünscht ist,
daß die überstehende
Leitung dicht neben dem Impulsgenerator gekrümmt oder gewickelt werden kann,
um die Größe der Tasche
zu minimieren, in die die Vorrichtung implantiert ist.
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Bei
den meisten implantierbaren Schrittmachern und Kardiovertern wird
jede elektrische Verbindung durch eine Stellschraube festgehalten,
wie im vorstehend zitierten Patent von Wicklund u. a. erläutert ist.
Wenn jedoch die Anzahl der elektrischen Verbindungen zunimmt, kann
die Verwendung werkzeugloser Verbinder entsprechend wünschenswerter werden,
bei denen Reibungskräfte
als Verbindungsmechanismen eingesetzt werden. Diese Mechanismen
weisen typischerweise leitende Federelemente irgendeiner Art auf,
welche in die Verbinderstifte oder -ringe an der Verbinderanordnung
der Leitung eingreifen, wie in den vorstehend zitierten Patenten
von Daglow, Peers Trevarton und Stutz Jr. erläutert ist. Diese Reibungsverbindungsmechanismen
vergrößern natürlich auch
die zum Einführen
der Leitung erforderliche Kraft, wodurch die erforderliche Steifigkeit der
Leitung distal zur Verbinderanordnung entsprechend vergrößert wird.
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Ein
entsprechendes Problem, das mit erhöhten Einführungskräften verbunden ist, besteht
darin, daß die
Kraft zum Entfernen der Leitung entsprechend vergrößert wird.
Weil Leitungen typischerweise durch auf die Leitung ausgeübte Spannung
entfernt werden, erfordern Einführungs-/Entfernungskräfte über einen
bestimmten Betrag hinaus eine Verstärkung der Leitungsstruktur,
so daß die
Leitung nicht beschädigt
wird, wenn sie aus dem Verbinderblock entfernt wird. Alle vorstehend
erwähnten Überlegungen
komplizieren die Entwicklung und die Herstellung von Leitungen,
und es wird angenommen, daß sie
teilweise dafür
verantwortlich sind, daß multipolare
In-Line-Verbindersysteme mit mehr als zwei Elektroden nicht weitverbreitet
in Zusammenhang mit implantierbaren Schrittmachern und Defibrillatoren verwendet
werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Bereitstellen eines praktischen,
multipolaren In-Line-Verbindersystems zur Verwendung beim Verbinden
implantierter Stimulatoren und zugeordneter Leitungen, welches einsetzbar
in Zusammenhang mit Verbinderanordnungen mit drei, vier oder mehr
Verbindern verwendet werden kann, die sich entlang einer einzigen, nicht
gegabelten Verbinderanordnung, die in eine einzige Verbinderbohrung
eines implantierten Stimulators eingeführt ist, in einer Reihe bzw.
in-line befinden. Zusätzlich
betrifft die Erfindung das Bereitstellen eines solchen Verbindungssystems
in einer Weise, die die Verwendung werkzeugloser, kompressiver elektrischer
Reibungsverbindungen der vorstehend beschriebenen Art für die meisten
oder alle elektrischen Verbindungen zwischen dem Stimulator und der
Leitung ermöglicht.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
diese Vorteile, indem eine erheblich andere Vorgehensweise bezüglich des
Einführens
der Leitung in den Verbinderblock verwendet wird, wobei ein Mechanismus eingesetzt
wird, der es ermöglicht,
daß die
Verbinderanordnung an der Leitung in die Bohrung des Verbinderblocks
gezogen und nicht in diese geschoben wird. Der Verbinderblock kann
beliebigen der Verbinderblöcke
entsprechen, die für
multipolare In-Line- Verbinder
in den vorstehend zitierten Patenten vorgeschlagen wurden, wobei
das zusätzliche Merkmal
vorgesehen ist, daß die
Bohrung an beiden Enden des Verbinderblocks offen ist und Mittel
bereitgestellt sind, um den Verbinderblock an beiden Enden der Verbinderbohrung
gegenüber
der Leitung zu dichten. Die Verbinderanordnung der Leitung kann beliebigen
der multipolaren In-Line-Verbinderanordnungen
entsprechen, die in den vorstehend zitierten Patenten offenbart
sind, sie ist jedoch zusätzlich
mit Mitteln zum mechanischen Verbinden des proximalen Endes der
Verbinderanordnung mit einem Ziehwerkzeug versehen. Der mechanische
Verbindungsmechanismus kann beispielsweise eine Gewindebohrung sein,
die im am weitesten proximalen Abschnitt der Leitungsverbinderanordnung
gebildet ist. Das Ziehwerkzeug ist mit einem Stab versehen, der einen
entsprechenden Verbindungsmechanismus, beispielsweise eine mit einem
Gewinde versehene Verlängerung,
aufweist, die in den Verbindungsmechanismus am proximalen Ende der
Leitungsverbinderanordnung eingreifen kann. Das Ziehwerkzeug kann
am proximalen Ende mit einem Griff versehen sein, um das Einschrauben
des Werkzeugs in die Leitungsverbinderanordnung und das Ziehen der
Leitung in den Verbinderblock zu unterstützen. Bei der Verwendung wird
das proximale Ende der Verbinderanordnung an der Leitung teilweise
in ein Ende der Bohrung im Verbinderblock des Stimulators eingeführt, und
das Ziehwerkzeug wird in das entgegengesetzte Ende der Bohrung eingeführt und
mit dem proximalen Ende der Leitungsverbinderanordnung verbunden.
Das Ziehwerkzeug wird dann verwendet, um die Leitungsverbinderanordnung
in den Verbinderblock am Stimulator zu ziehen, bis die elektrischen Verbinder
an der Leitungsverbinderanordnung und im Verbinderblock miteinander
ausgerichtet sind. Eine innere Anschlagfläche innerhalb des Verbinderblocks
und ein Sichtindikator am Ziehwerkzeug unterstützen das Gewährleisten
der richtigen Ausrichtung. Das Ziehwerkzeug wird dann vor der Implantation
des Stimulators von der Leitungsverbinderanordnung getrennt.
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Gemäß bevorzugten
Ausführungsformen
ist der Verbinderblock des Stimulators statt mit traditionelleren
Stellschraubenverbindern mit elektrischen Verbindungen versehen,
welche durch Reibung in die Verbinderstifte oder -ringe an der Leitungsverbinderanordnung
eingreifen. Das Nettoergebnis dieses Verbindersystems ist ein System,
bei dem die Einführungs-/Entfernungskraft
des Verbinders angemessen sein kann, um die Leitung innerhalb des
Verbinderblocks zu halten. Bei manchen Ausführungsformen kann jedoch ein
einziger Stellschraubenverbinder oder ein anderer zusätzlicher
mechanischer Sperrmechanismus geeignet sein, und sei es nur zum
Vermindern der Bedenken von Ärzten
in Hinblick auf die Zuverlässigkeit
der mechanischen Verbindung der Leitung und des Stimulators.
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Die
eine hohe Einführungskraft
aufweisenden Systeme gehen mit einer entsprechend hohen Entfernungskraft
einher. Die vorliegende Erfindung adressiert dieses Problem durch
dasselbe Ziehwerkzeug, das zum Einführen der Leitung verwendet
wird, wobei dieses in das Lumen wiedereingeführt werden kann und verwendet
werden kann, um die Leitung aus der Bohrung zu schieben. Dieser
Mechanismus zum Entfernen der Leitung aus dem Stimulator erübrigt das
Bereitstellen eines Leitungskörpers
mit einer hohen Zugfestigkeit in der Nähe der Verbinderanordnung.
Weil der Leitungskörper
im allgemeinen auch nicht verwendet wird, um erhebliche Einführungs- oder
Entfernungskräfte
zu überwinden,
kann er nach einem anderen Satz physikalischer Zwangsbedingungen
entwickelt werden, die von den Erfindern erwünscht sind, wodurch der Entwurf
und die Konstruktion der Leitung vereinfacht sind. Die Struktur
des Leitungskörpers
kann demgemäß so gewählt werden,
daß andere
Leitungsmerkmale, wie die Flexibilität und die Größe, optimiert
werden, welche andernfalls beeinträchtigt werden könnten, falls
der Leitungskörper
in der Lage sein müßte, die
erforderlichen Einführungs-
oder Entfernungskräfte
auszuüben.
Insbesondere kann die Leitung so konstruiert werden, daß sie einen
geringen Durchmesser und ein hohes Maß an Flexibilität neben
dem Punkt aufweist, an dem die Leitung aus dem Verbinderblock austritt,
wodurch ermöglicht
wird, daß die
Leitung eng um den implantierten Stimulator und neben diesem aufgewickelt
wird und das Gesamtvolumen der Tasche, das zum Implantieren des
Stimulators erforderlich ist, verkleinert wird.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform der
Leitung wird das Ziehwerkzeug zur Verwendung in Zusammenhang mit
einer Leitung optimiert, die dafür
vorgesehen ist, mittels eines Führungskatheters oder
einer langgestreckten Einführungshülse eingeführt zu werden.
Gemäß dieser
Ausführungsform
ist der Griff durch eine langgestreckte flexible Verlängerung
ersetzt, welche die Länge
des Führungskatheters übersteigt,
durch den die Leitung vorzubewegen ist. Gemäß dieser Ausführungsform
der Erfindung wird die Leitung zuerst durch den Führungskatheter zu
einem gewünschten
Ort vorgeschoben. Das Ziehwerkzeug bzw. die Ziehverlängerung
ist vor oder nach der Anordnung der Leitung an dem gewünschten
Ort mit dem proximalen Ende der Leitungsverbinderanordnung gekoppelt,
und die Verlängerung
wird verwendet, um die Leitung an ihrem gewünschten Ort zu halten, während der
Führungskatheter
entfernt wird, indem er proximal über den Leitungskörper und den
Verbinder gezogen wird, bis sich das distale Ende des Führungskatheters
proximal zur Verbinderanordnung an der Leitung befindet. An diesem
Punkt kann die Verbinderanordnung der Leitung dann vom Arzt gegriffen
werden, während
der Führungskatheter
von der Verlängerung
abgezogen wird. Alternativ kann das Ziehwerkzeug bzw. die Ziehverlängerung an
diesem Punkt vom Leitungsverbinder entfernt werden und zusammen
mit dem Führungskatheter weggeworfen
werden.
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Falls
das Ziehwerkzeug bzw. die Ziehverlängerung an der Leitung angebracht
bleibt, kann es bzw. sie danach als ein Ziehwerkzeug zum Ziehen der
Leitung in die Verbinderanordnung des zugeordneten Stimulators eingesetzt
werden. Die Verlängerung
kann intakt durch das Lumen des Verbinderblocks am Stimulator hindurchgeführt werden
oder vor dem Einführen
in die Bohrung des Verbinderblocks am Stimulator auf eine kürzere Länge zugeschnitten
werden. Das Ziehwerkzeug bzw. die Ziehverlängerung wird danach eingesetzt,
um die Leitung in ihre richtige Position innerhalb des Verbinderblocks
des Stimulators zu ziehen, und das Ziehwerkzeug bzw. die Ziehverlängerung
wird dann entfernt und weggeworfen. Falls das Ziehwerkzeug bzw.
die Ziehverlängerung
zuvor entfernt und mit dem Führungskatheter
weggeworfen wurde, kann ein Ziehwerkzeug mit einem Griff, wie es
vorstehend beschrieben wurde, zum Einführen der Leitung in den Verbinderblock
des zugeordneten Stimulators verwendet werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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1 zeigt
einen implantierbaren Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillator und
eine zugeordnete Leitung, worin die Erfindung verwirklicht werden kann.
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2 ist
eine Explosions-Teilansicht der Hauptbestandteile der Verbinderanordnung
der Leitung und des Verbinderblocks des in 1 dargestellten
Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht der Hauptbestandteile der Verbinderanordnung
der Leitung und des Verbinderblocks des in 1 dargestellten
Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators.
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4 ist
eine Teilansicht bzw. Schnittansicht des Verbinderblocks des in 1 dargestellten Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators,
worin das vorläufige
Einführen
des proximalen Abschnitts der Verbinderanordnung an der Leitung
in den Verbinderblock und auch eine erste Ausführungsform des Ziehwerkzeugs
dargestellt sind.
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5 ist
eine Teilansicht, in der das am proximalen Ende der Leitungsverbinderanordnung
angebrachte Ziehwerkzeug dargestellt ist.
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6 ist
eine Teilansicht, in der die Verbinderanordnung der Leitung dargestellt
ist, nachdem sie durch das Ziehwerkzeug in ihre korrekte Position im
Verbinderblock des in 1 dargestellten Defibrillators
geschoben worden ist.
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7 ist
eine Teilansicht der vollständig
in den Verbinderblock des in 1 dargestellten Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators
eingeführten
Verbinderanordnung der Leitung nach der Entfernung des Ziehwerkzeugs.
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8 ist
eine Draufsicht einer Kombination aus einem Ziehwerkzeug und einer
Ziehverlängerung.
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9 zeigt
die Implantation einer Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillator-Leitung
durch einen Führungskatheter,
worin die anfängliche
Anordnung der Leitung im Herzen dargestellt ist.
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10 ist
eine Figur, in der das Entfernen des Führungskatheters über die
in 8 dargestellte Leitung dargestellt ist, welches
durch das in 9 dargestellte Ziehwerkzeug
bzw. die in 9 dargestellte Ziehverlängerung
erleichtert ist.
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11 ist
eine Teilansicht, in der das Einführen des Ziehwerkzeugs bzw.
der Ziehverlängerung aus 9 durch
den Verbinderblock des in 1 dargestellten
Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators während der Kopplung mit der
in den 8 und 10 dargestellten Leitung dargestellt
ist.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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1 zeigt
einen implantierbaren Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillator 12,
der mit einem Verbinderblock 14 gemäß der vorliegenden Erfindung versehen
ist. Es ist eine Stimulations-/Defibrillationsleitung 16 gemäß der vor liegenden
Erfindung dargestellt, deren proximales Ende und deren Verbinderanordnung
in eine Bohrung innerhalb des Verbinderblocks 14 eingeführt sind.
Die Leitung 16 ist mit einem langgestreckten, isolierenden
Körper 18 versehen,
der vier Elektroden aufweist, welche eine erste Defibrillationselektrode 20 und
eine zweite Defibrillationselektrode 22 und Stimulationselektroden 24 und 26 einschließen. Die
Leitung ist dementsprechend mit vier isolierten Leitern versehen
und trägt
entsprechenderweise vier Verbinderelemente an der Verbinderanordnung
innerhalb der Bohrung des Verbinderblocks 14. Wenngleich
die Erfindung in Zusammenhang mit einem implantierbaren Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillator
offenbart wird, kann sie nutzbringend auch in Zusammenhang mit anderen
Stimulatortypen, wie Nerven- und Muskelstimulatoren, eingesetzt
werden, und sie kann auch in Zusammenhang mit implantierbaren elektronischen Überwachungsvorrichtungen,
wie im Bennett u. a. erteilten US-Patent US-A-5 331 996 offenbart
ist, implantierbaren Nerven- und Muskelstimulatoren und anderen implantierbaren
elektronischen Vorrichtungen eingesetzt werden, die eine Verbindung
mit eine Leitung tragenden Elektroden, Sensoren oder anderen Komponenten,
die elektrisch mit der Vorrichtung gekoppelt werden müssen, erfordern.
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2 zeigt
eine Explosions-Teilansicht des Verbinderblocks 14 und
der sich darin befindenden Komponenten zusammen mit einer perspektivischen Ansicht,
in der der Aufbau der Leitungsverbinderanordnung 28, die
sich am proximalen Ende der Leitung 16 aus 1 befindet,
dargestellt ist. Die Verbinderanordnung 28 ist eine starre
rohrförmige
Struktur, die Verbinderringe 30, 32, 34 und 36 trägt, die
jeweils mit einem der Leiter innerhalb des Leitungskörpers 18 gekoppelt
sind. Wie dargestellt ist, sind die Verbinder alle Metallringe gleichen
Durchmessers, und die Verbinderanordnung weist entlang diesem Abschnitt
der die Verbinder tragenden Anordnung im wesentlichen den gleichen
Durchmesser auf, wodurch das Minimieren der Größe der Verbinderanordnung 28 und des
Verbinderblocks 14 ermöglicht
ist. Die Erfindung kann jedoch nutzbringend in Zusammenhang mit Verbinderanordnungen
verwendet werden, die ungleichmäßige Außendurchmesser
aufweisen, und/oder mit Verbinderanordnungen verwendet werden, bei
denen sich die Verbinder nicht um den Umfang der Verbinderanordnung
erstrecken, wie im vorstehend erwähnten Patent von Daglow dargestellt
ist. Die Verbinderanordnung weist auch Kunststoffabstandselemente 38, 40, 42, 44 und 46 auf,
welche die Verbinderringe trennen und in Dichtungsringe eingreifen,
die sich innerhalb des Verbinderblocks 14 befinden. Die
Abstandselemente 38, 40, 42 und 44 bestehen
vorzugsweise aus einem verhältnismäßig starren
Kunststoff. Der Verbinderring 36 ist an seinem proximalen
Ende mit einer Gewindebohrung versehen, und sein proximales Ende
definiert eine äußere Anschlagfläche 92.
Die Gewindebohrung 49 wird zum Verbinden der Verbinderanordnung 28 mit dem
nachstehend beschriebenen Ziehwerkzeug verwendet.
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Die
Steifigkeit des Leitungskörpers 18 neben der
Verbinderanordnung 28 braucht nicht ausreichend zu sein,
um Einführungskräfte auszuüben, die ausreichen,
um die Verbinderanordnung 28 vollständig in die Bohrung des Verbinderblocks 14 einzuführen, der
für die
Verbinderanordnung zu verwenden ist, und die Zugfestigkeit des Leitungskörpers braucht
nicht größer zu sein
als die erforderlichen Entfernungskräfte, wie vorstehend erörtert wurde. Die
Struktur des Leitungskörpers
kann dem entsprechend gewählt
werden, um andere Eigenschaften der Leitung, wie die Flexibilität und die
Größe, zu optimieren,
die andernfalls negativ beeinflußt werden können, falls der Leitungskörper in
der Lage sein muß,
die erforderlichen Einführungs-
und Entfernungskräfte
auszuüben.
Es können
beliebige der verschiedenen bekannten Leitungskörperentwürfe eingesetzt werden, welche
jene einschließen,
die in US-A-5 584 873 von Shoberg u. a., in US-A-4 608 986 von Beranek
u. a., in US-A-5 324 321 von Pohndorf u. a., in US-A-5 358 517 von
Pohndorf u. a. und in US-A-4 355 646 von Kallok u. a. erläutert sind.
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Der
Verbinderblock ist mit einer Längsbohrung
versehen, die zwischen einer distalen Öffnung 68 und einer
proximalen Öffnung 70 verläuft. Diese Bohrung
wird von einer Reihe nach unten verlaufender Vertiefungen 80, 82, 84 und 86 geschnitten,
in die elektrische Verbinder 50, 52, 54 und 56 und
Dichtungsringe 58, 60, 62 und 64 einzufügen sind.
Es sei bemerkt, daß ein
Dichtungsring bereitgestellt ist, um die Verbinderanordnung neben
jedem Ende der Bohrung durch den Verbinderblock 14 zu dichten,
um eine Fluidinfiltration durch die distale Öffnung 68 zu verhindern.
Eine durchstechbare Durchführungsdichtung 66 befindet
sich in der proximalen Öffnung 70 des
Verbinderblocks und dichtet die Bohrung nach dem Entfernen des nachstehend
beschriebenen Ziehwerkzeugs gegen das Eindringen von Fluiden.
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Die
Dichtungsringe 58, 60, 62 und 64 und
die Durchführungsdichtung 66 können aus
geformtem Silikongummi oder einem anderen elastomeren Material bestehen,
und sie sind von einem Typ, der herkömmlich in Zusammenhang mit
gegenwärtigen
implantierbaren Schrittmachern und Kardiovertern verwendet wird.
Die elektrischen Verbinder 50, 52, 54 und 56 nehmen
jeweils die Form einer zylindrischen Zwinge an, die ein zylindrisches,
nach innen vorgespanntes Mehrträger-Federelement der
Art enthält, die
in US-A-5 207 218 von Carpentier u. a. erläutert ist. Diese elektrischen
Verbinderanordnungen sind auch herkömmliche Elemente, welche Verbindern entsprechen,
die gegenwärtig
in Zusammenhang mit implantierbaren Schrittmachern verwendet werden. Der
Verbinderblock 14 ist wie dargestellt am oberen Abschnitt
des in 1 dargestellten implantierbaren Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators 12 angebracht.
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Die
elektrischen Verbinder 50, 52, 54 und 56 sind
durch Durchführungsdrähte 110, 112, 114 und 116,
welche sich vom Defibrillator 12 durch Öffnungen 102, 104, 106 bzw. 108 nach
oben erstrecken, mit dem implantierbaren Defibrillator 12 verbunden. In
der Darstellung sind die Verbinderstifte erheblich kürzer als
dies tatsächlich
der Fall ist. In der Praxis können
nach dem Einführen
der Verbinder 50, 52, 54 und 56 in
Vertiefungen 72, 74, 76 und 78 die
Durchführungsdrähte 110, 112, 114 und 116 umgebogen und
in Kontakt mit den oberen Abschnitten der Verbinder 50, 52, 54 und 56 gebracht
werden und durch Laserschweißen
damit gekoppelt werden. Alle Vertiefungen im Verbinderblock 14 können anschließend mit
Silikongummi oder einem anderen elastomeren Material wiederaufgefüllt werden,
um die Verbinderblockanordnung zu dichten.
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3 zeigt
die Hauptbestandteile des elektrischen Verbindersystems gemäß der vorliegenden Erfindung
in einer perspektivischen Ansicht. Der Verbinderblock 14 ist
wie dargestellt am Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillator 12 angebracht.
Es ist in dieser Darstellung ersichtlich, daß die Vertiefungen 72, 74, 76 und 78,
welche elektrische Verbinder 50, 52, 54 und 56 aufnehmen
sollen, mit seitlich verlaufenden Schlitzen 94, 96, 98 und 100 versehen
sind. Die Schlitze 94, 96, 98 und 100 stehen
in Verbindung mit den Öffnungen 102, 104, 106 und 108,
wie in 2 dargestellt ist. Die in 2 dargestellten Durchführungsdrähte 110, 112, 114 und 116 werden in
Schlitze 94, 96, 98 und 100 umgebogen
und in Kontakt mit elektrischen Verbindern 50, 52, 54 und 56 gebracht,
nachdem sie in die entsprechenden Vertiefungen eingeführt worden
sind, und die Durchführungsdrähte und
die zugeordneten elektrischen Verbinder werden danach miteinander
verschweißt. Nach
dem Zusammensetzen werden alle Vertiefungen, wie vorstehend erwähnt wurde,
mit Silikongummi oder einem anderen Kunststoffmaterial eng passend
aufgefüllt,
um den Verbinderblock gegen das Eindringen von Fluid zu dichten.
Alle anderen bezeichneten Elemente aus 3 entsprechen
identisch bezeichneten Elementen in 2.
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4 ist
eine Teilansicht, in der die Verbinderanordnung 28 der
Leitung 16 dargestellt ist, welche teilweise in den am
Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillator 12 angebrachten
Verbinderblock 14 eingeführt ist. In dieser Ansicht
sind Dichtungsringe 58, 60, 62 und 64 und
elektrische Verbinder 50, 52, 54 und 56 dargestellt,
die sich in ihren entsprechenden Vertiefungen innerhalb des Verbinderblocks
befinden, so daß die
zentralen Lumen durch jede der Komponenten axial mit der proximalen Öffnung 68 und
der distalen Öffnung 70 der
Bohrung durch den Verbinderblock 14 ausgerichtet sind.
Es ist auch eine erste Ausführungsform
eines Ziehwerkzeugs 120 dargestellt, das einen Stab 122 aufweist,
welcher einen distalen Gewindeabschnitt 124 und einen Griff 126 aufweist,
der sich am proximalen Ende des Werkzeugs 120 befindet.
Der Gewindeabschnitt 124 des Stabs 122 ist so
bemessen, daß er
nach dem Einführen
durch die Durchführungsdichtung 66 in
die Gewindebohrung 49 des Verbinderrings 36 eingreift. Ein
Sichtindikator 125 ist am Stab 122 bereitgestellt, der
so angeordnet ist, daß der
Indikator außerhalb der
Durchführungsdichtung 66 sichtbar
ist, wenn das Werkzeug zum Ziehen der Verbinderanordnung 28 in ihre
voll eingeführte
Position verwendet worden ist.
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5 zeigt
eine Teilansicht des Verbinderblocks 14, worin das durch
die proximale Öffnung 70 und
die Durchführungsdichtung 66 eingeführte Ziehwerkzeug 120 dargestellt
ist, das in die Gewindevertiefung im Verbinderring 36 am proximalen
Ende der Leitungsverbinderanordnung 28 eingreift. Die Verbinderanordnung 28 wurde
durch Greifen des distalen Abschnitts der Verbinderanordnung und
Drücken
des proximalen Abschnitts der Verbinderanordnung in den Verbinderblock
leicht in einer ersten Position in den Verbinderblock 14 eingeführt. Der
Griff 126 wird zum Drehen des Stabs 122 verwendet,
um den Gewindeabschnitt 124 in das Element 48 zu
schrauben, um eine Verbindung mit der Verbinderanordnung 28 herzustellen.
Der Stab 122 weist eine ausreichende Länge auf, um sich proximal aus
der proximalen Öffnung 70 heraus
zu erstrecken, während
er in seiner ersten Position in die Verbinderanordnung 28 eingreift,
so daß der
Griff 126 von Hand gegriffen werden kann, um die Verbinderanordnung 28 proximal zu
einer vollständig
eingeführten
Position zu ziehen.
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6 ist
eine Teilansicht des vollständig
in die Bohrung des Verbinderblocks 14 eingeführten Leitungsverbinders 28.
In dieser Darstellung ist ersichtlich, daß sich Verbinderringe 30, 32, 34 und 36 innerhalb
der elektrischen Verbinder 50, 52, 54 und 56 befinden
und reibend daran eingreifen. Die Kunststoff-Abstandselemente 38, 40, 42 und 44 greifen
jeweils in entsprechende Dichtungsringe 58, 60, 62 und 64 ein.
Ein Griff 126 wird zum proximalen Ziehen am Werkzeug 120 verwendet,
bis die Anschlagfläche 92 am
Elementverbinderring 36 auf eine entsprechende interne
Anschlagfläche 90 trifft
und in diese eingreift, die sich etwas innerhalb der proximalen Öffnung 70 der
Bohrung durch den Verbinderblock 14 befindet. Andere mechanische
Mechanismen, welche einen Einführungsanschlag
aufweisen, können natürlich ersetzend
verwendet werden.
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7 ist
eine Teilansicht, in der die elektrische Anordnung 28 der
vollständig
in den Verbinderblock 14 eingeführten Leitung nach dem Entfernen des
Ziehwerkzeugs dargestellt ist. Die Durchführungsdichtung 66 dichtet
die proximale Öffnung 70 nach
dem Entfernen des Ziehwerkzeugs. In dieser Form ist die Vorrichtung
zur Implantation bereit. Es sei bemerkt, daß die Gewindebohrung innerhalb
des Verbinderrings 36 bei manchen Ausführungsformen mit einem inneren
Lumen durch den Leitungskörper ausgerichtet
sein kann, wodurch das Hindurchführen eines
Mandrins durch den Leitungskörper
ermöglicht wird.
In diesem Fall weist die vorliegende Erfindung den zusätzlichen
Vorteil auf, daß das
Einführen
des Mandrins in den Leitungskörper
durch die Durchführungsdichtung 66 ermöglicht ist,
nachdem die Leitung und der Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillator miteinander
verbunden wurden. Dieser zusätzliche Vorteil
der Erfindung ermöglicht
das Umpositionieren der Leitung ohne ein Trennen der Leitung.
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Zum
Entfernen der Leitung vom Verbinderblock 14 wird das Einführwerkzeug 120 einfach
durch die Durchführungsdichtung 66 geschoben,
wieder am Verbinderring 36 angebracht und zum distalen Schieben
der Leitung aus dem Verbinderblock 14 hinaus verwendet,
bis die Verbinderanordnung 28 vom Arzt gegriffen werden
kann. Das Werkzeug 120 wird dann von der Verbinderanordnung 28 getrennt
und aus dem Verbinderblock 14 entfernt, woraufhin die Leitung
in einer Umkehrung der vorstehend zum Einführen der Leitung in den Verbinderblock
beschriebenen Schritte vollständig
aus dem Verbinderblock herausgezogen werden kann.
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Wenngleich
die vorstehend erörterte
Ausführungsform
auf dem Reibungseingriff der Dichtungsringe und der elektrischen
Verbinder im Verbinderblock mit der Verbinderanordnung 28 beruht,
um die Leitung in der voll eingeführten Position zu halten, könnte bei
manchen Ausführungsformen
der Erfindung ein zusätzlicher
mechanischer Sperrmechanismus bereitgestellt werden. Dieser zusätzliche
Sperrmechanismus kann die Form eines elektrischen Stellschraubenverbinders
zum Eingreifen mit einem der Verbinderringe, eines mechanischen
Mechanismus zum Eingreifen mit einem der isolierenden Abstandshalter,
wie in US-A-4 860 750 von Frey u. a. offenbart ist, oder eines alternativen
mechanischen oder elektrischen Verbinders, der eine Kopplung bereitstellt,
wie in US-A-5 489 225 von Julian, dem vorstehend erwähnten Patent
von Daglow, US-A-5 257 622 von Hooper u. a. oder US-A-5 252 090
von Giurtino u. a. offenbart ist, annehmen.
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Eine
zusätzliche
Alternative, die nicht dargestellt ist, könnte eine Gewindebohrung 49 mit
einem Sperrschraubeneingriff verwenden, um die Verbinderanordnung
im Verbinderblock zu halten, wie in US-A-3 649 367 von Purdy dargelegt
ist.
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Eine
solche Sperrschraube könnte
eine Dichtung aufweisen und eine Durchführungsdichtung 66 als
einen Mechanismus zum Dichten der proximalen Öffnung 70 nach dem
Entfernen des Werkzeugs 120 ersetzen, oder es könnte alternativ
ein fünftes isolierendes
Abstandselement am proximalen Ende der Verbinderanordnung 28 in
einen fünften
Satz von Dichtungsringen als Mechanismus zum Dichten der proximalen Öffnung 70 eingreifen,
wobei die Sperrschraube in eine Gewindebohrung im proximalen Ende
des fünften
isolierenden Abstandselements eingreift.
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8 zeigt
ein Ziehwerkzeug bzw. eine Ziehverlängerung 320. Gemäß dieser
Ausführungsform
ist das Werkzeug mit einem Stab 322 mit einem Gewindeabschnitt 324,
entsprechend dem Stab 122 und dem Gewindeabschnitt 124 des
in den vorstehenden Figuren erläuterten
Werkzeugs 120 versehen. An Stelle der Verwendung eines
Griffs am proximalen Ende ist es jedoch mit einer langgestreckten flexiblen
Drahtverlängerung 326 versehen,
die so bemessen ist, daß die
Gesamtlänge
des Werkzeugs 320 größer ist
als die Länge
des Führungskatheters 250,
wie in 9 dargestellt ist. Ein Sichtindikator 325 ist
am Stab 322 bereitgestellt, der dem Sichtindikator 125 des
vorstehend erläuterten
Werkzeugs 120 entspricht. Vor oder nach der Anordnung der
Leitung an der gewünschten
Stelle, wie in 9 dargestellt ist, wird das
Gewindesegment 324 in eine entsprechende Gewindebohrung
im proximalen Ende der Leitungsverbinderanordnung 228 geschraubt,
wie in 9 dargestellt ist.
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9 zeigt
das Einführen
einer Defibrillationsleitung des Typs, wobei die Leitung durch einen Führungskatheter
oder eine langgestreckte Einführungshülse 250 zu
einer gewünschten
Stelle geführt wird.
Der Führungskatheter 250 wird
zuerst in das Herz eingeführt,
so daß sich
sein distales Ende 252 neben der gewünschten Stelle für das distale
Ende der Leitung 216 befindet. Die Leitung 216 wird
dann durch ein Verbindungsstück 254 am
proximalen Ende des Führungskatheters 250 und
durch das innere Lumen durch den langgestreckten rohrförmigen Körper 256 des
Führungskatheters
vorbewegt, bis das distale Ende der Leitung 218 die gewünschte Stelle
erreicht. Wie dargestellt ist, ist das distale Ende der Leitung 216 mit
einer Helixelektrode 222 versehen, die dann durch eine
Drehung des Körpers 218 in
das Herzgewebe eingeschraubt werden kann.
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Gemäß der erläuterten
Ausführungsform weist
die Verbinderanordnung 228 den gleichen Durchmesser wie
der Leitungskörper 216 auf,
und sie ist in jedem Fall so bemessen, daß sie frei durch das Verbindungsstück 254 am
proximalen Ende des Führungskatheters 250 hindurchtreten
kann. Dies ermöglicht
das Entfernen des Führungskatheters 250 über die
Leitung 216, ohne daß ein
Teilen oder ein anderes Auseinandernehmen des Katheters erforderlich
wäre. Eine
der in 2 dargestellten Bohrung 49 entsprechende
Gewindebohrung befindet sich am proximalen Ende der Verbinderanordnung 228 im Verbinderring 236.
Das Ziehwerkzeug bzw. die Ziehverlängerung 320 ist wie
dargestellt durch Eingreifen mit der Gewindebohrung im Verbinderring 236 am proximalen
Ende der Verbinderanordnung 228 angebracht. Alle mit Nummern
versehenen Elemente des Werkzeugs 320 entsprechen jenen,
die in der vorstehend erörterten 8 dargestellt
sind.
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10 zeigt
den Prozeß des
Entfernens des Führungskatheters 250 über die
Leitung 216 nach dem Anbringen des Ziehwerkzeugs bzw. der
Ziehverlängerung 320.
In dieser Darstellung wurde der Führungskatheter 250 proximal
bewegt, so daß sich
die Verbinderanordnung der Leitung 216 innerhalb des rohrförmigen Körpers 256 des
Führungskatheters befindet.
Die Drahtverlängerung 326 des
Werkzeugs 320 erstreckt sich proximal aus dem Verbindungsstück 254 heraus,
so daß sie
vom Arzt gegriffen werden kann, wenn der Führungskatheter proximal gezogen
wird, ohne daß die
Position der Leitung 218 innerhalb des Herzens und des
Gefäßsystems
gestört wird.
Die Leitung 216 ist ebenso wie die Leitung 16 aus 1 mit
einer ersten Defibrillationselektrode 220 und einer zweiten
Defibrillationselektrode 222 versehen, und sie ist auch
mit einer ersten Stimulationselektrode 224 und einer zweiten
Stimulationselektrode 226 versehen.
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Nachdem
das proximale Ende des Führungskatheters 250 die
Verbinderanordnung 228 der Leitung 216 passiert
hat, kann die Verbinderanordnung der Leitung vom Arzt gegriffen
werden, oder es kann danach eines von zwei Dingen auftreten. Das Ziehwerkzeug
bzw. die Ziehverlängerung 320 kann einfach
vom Verbinderblock 228 der Leitung abgeschraubt werden
und zusammen mit dem Führungskatheter 250 weggeworfen
werden. In diesem Fall wird ein Ziehwerkzeug, das dem in 2 dargestellten
Werkzeug 120 entspricht, verwendet, um die Leitung in den
Verbinderblock des Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators 12 einzuführen, wie
in 1 dargestellt ist. Alternativ kann das Ziehwerkzeug bzw.
die Ziehverlängerung 320 an
der Verbinderanordnung 228 befestigt gelassen werden und
verwendet werden, um die Verbinderanordnung 228 in den Verbinderblock
des Defibrillators zu ziehen.
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11 ist
eine Teilansicht, in der der Verbinderblock 14 in Zusammenhang
mit der elektrischen Verbinderanordnung 228 der Leitung 216 dargestellt ist,
wobei das Ziehwerkzeug bzw. die Ziehverlängerung 320 daran
befestigt bleibt. Die Verlängerung 326 wird,
wie dargestellt, durch die Bohrung durch den Verbinderblock 14 eingeführt und
tritt aus der proximalen Öffnung 70 aus.
Vor dem Einführen
der Verlängerung 326 kann
sie, falls gewünscht,
durch Abkneifen oder Abschneiden des Drahts auf eine kleinere Länge zugerichtet
werden. Alternativ kann die Drahtverlängerung 326 mit einer
Umfangsrille versehen werden, um zu ermöglichen, daß der Draht an einer vorgegebenen
Stelle abgekniffen werden kann. Die Verlängerung 326 wird verwendet,
um die Leitungsverbinderanordnung 228 in genau der gleichen Weise,
wie vorstehend in Zusammenhang mit den vorhergehenden Figuren beschrieben
wurde, an ihre Position innerhalb des Verbinderblocks 14 zu
ziehen. Das Ziehwerkzeug bzw. die Ziehverlängerung 320 wird dann
entfernt und weggeworfen.
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Die
vorstehend erläuterten
Ausführungsformen
der Erfindung sollen nur als Beispiel für den Vorrichtungstyp angesehen
werden, in dem die Erfindung verwirklicht werden kann. In Zusammenhang mit
diesen Ausführungsformen
ist eine Verbinderanordnung zur Verwendung an der Leitung offenbart, welche
die Form einer im wesentlichen zylindrischen Verbinderanordnung
gleichen Durchmessers mit vier elektrischen Verbindern annimmt.
Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch nutzbringend in Zusammenhang
mit einer Leitungsverbinderanordnung verwirklicht werden, die mehr
oder weniger elektrische Verbinder aufweist und/oder im Durchmesser
abgestuft ist, statt daß sie
den gleichen Durchmesser aufweist. Zusätzlich wird bei den vorstehend
erläuterten Ausführungsformen
ein Verbinderblock verwendet, der die zum Dichten zwischen den elektrischen
Verbindern an der Leitungsverbinderanordnung und zum Dichten der
distalen Öffnungen
des proximalen Endes des Lumens durch den Verbinderblock erforderlichen
Dichtungen enthält.
Es wird angenommen, daß diese
Konstruktion in Zusammenhang mit einem Leitungssystem gleichen Durchmessers
bevorzugt ist, weil, falls Dichtungsringe an der Leitung bereitgestellt
wären,
diese proximaler durch elektrische Verbinder innerhalb des Leitungskörpers hindurchtreten müßten, die
dafür vorgesehen
sind, in Verbinderringe mit einem Durchmesser einzugreifen, der
kleiner ist als der Durchmesser der Dichtungsringe, was in den meisten
Fällen
zu einer mechanischen Beschädigung
der Dichtungsringe führen
würde.
In Zusammenhang mit einer Ausführungsform,
bei der abgestufte Durchmesser für
die Verbinderanordnung an der Leitung verwendet werden, so daß der Außendurchmesser
der Verbinderstifte und -ringe von einem Verbinderstift oder -ring
zum nächsten
Stift oder Ring proximal dazu abnimmt, wird jedoch angenommen, daß auch Dichtungsringe
an der Verbinderanordnung nutzbringend eingesetzt werden können.
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Zusätzlich verwenden
die dargestellten Ausführungsformen
elektrische Reibungsverbinder, bei denen sich die Reibungseingriffsmittel,
beispielsweise das Federelement, permanent innerhalb des Verbinderblocks
befinden. Es wird jedoch angenommen, daß die Erfindung nutzbringend
auch in Zusammenhang mit einer Leitung verwirklicht werden kann,
die im vorstehend erwähnten
Patent von Peers-Trevarton beschrieben ist, wobei sich die Reibungsverbindung
oder die Federelemente an der Leitungsverbinderanordnung befinden.
Bei einer solchen Ausführungsform
können
sich die Dichtungsringe zwischen den elektrischen Verbindern, wie
im vorstehend erwähnten
Patent erläutert
wurde, am Leitungs körper befinden,
und der Verbinderblock kann im wesentlichen mit einer Bohrung gleichen
Durchmessers versehen sein, wobei dies entgegengesetzt zu den Elementen
der Erfindung ist, wie in den vorstehend offenbarten Ausführungsformen
erläutert
wurde.
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Schließlich wird,
wie vorstehend erwähnt wurde,
angenommen, daß die
Erfindung auch in Ausführungsformen
verwirklicht werden kann, bei denen eine Stellschraube oder ein
anderer zusätzlicher
Mechanismus zum Festhalten der Leitungsverbinderanordnung innerhalb
der Bohrung der Verbinderanordnung innerhalb der Bohrung des Verbinderblocks verwendet
wird. Die vorstehende Offenbarung sollte dabei in Hinblick auf den
Schutzumfang der folgenden Ansprüche
als beispielhaft und nicht als einschränkend angesehen werden.