DE2604581A1

DE2604581A1 - Electrode head of conductive silicone rubber - for connection to stimulator and implantation within heart

Info

Publication number: DE2604581A1
Application number: DE19762604581
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Ing Osypka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-02-06
Filing date: 1976-02-06
Publication date: 1977-08-11
Also published as: DD123866A5

Abstract

Electrode head has an implantable flexible insulated electrical conductor assembly of which the rear end can be connected to a stimulator and of which the front end is introduced into the heart. Conductivity of the electrode head may be varied according to the mixture ratio fo silicone rubber with particles of Au, Pt, Elgiloy, Protasul-10, stainless steel or C. Viscosity of hte silicone rubber material may also be variable. Electrode may have any geometrical shape in its surface and form, e.g. cylindrical, hemispherical, conical, spherical, etc., according to the anatomical requirements of the heart. the head reduces mechanical irritation to a min., has a large surface area so that slight dislocations have no effect, and has a high resistance.

Description

Elektrodenkopf für die Elektro-StimulationElectrode head for electrical stimulation

Verschiedene Krankheiten erfordern eine temporäre oder permanente elektrische Stimulation des Herzens. Für die Reizübertragung verwendet man bekanntlich Elektroden, die aus einem isolierenden Schlauch aus Silikonkautschuk oder Polyethylen bestehen und in dcxssen Inneren sich eine spiralförmige Metallwendel befindet, an deren Ende sich wiederum ein Metallkopf befindet, der als eigentliche Elektrode dient.Different diseases require a temporary or permanent one electrical stimulation of the heart. It is well known that one uses for the transmission of stimuli Electrodes made of an insulating hose made of silicone rubber or polyethylene exist and in the interior there is a spiral metal coil the end of which is in turn a metal head, which acts as the actual electrode serves.

Derartige Elektroden werden vorzugsweise durch eine Körpervene in das Herz eingeführt, wo sie im Trabekelwerk des rechten Ventrikels zum Liegen kommen. Such electrodes are preferably inserted through a body vein introduced the heart, where they come to rest in the trabecular system of the right ventricle.

Wichtig hierbei sind die sorgfältige Kontrolle der Elektrodenlokalisation im Herzen und die Bestimmung der elektrischen Reizschwelle. Unter der Reizschwelle versteht man die minimale elektrische Reizintensität, die noch ausreicht, ein Herz zu einer normalen Kontraktion zu stimulieren.Careful control of the electrode location is important here in the heart and the determination of the electrical stimulus threshold. Below the threshold one understands the minimum electrical stimulus intensity which is still sufficient for a heart to stimulate a normal contraction.

Sie ist je nach Oberflächengrösse und -form des metallischen Elektrodenkopfes unterschiedlich und liegt in der Grössenordnung bei der Erstimplantation um 1 V. Herzschrittmacher-Elektroden werden heutzutage in den verschiedensten metallischen Formen, wie Kugelkopf, Halbkugel, Zylinder, Zylinderring und in den verschiedensten Oberflächengrössen kommerziell angeboten. It depends on the surface size and shape of the metallic electrode head varies and is in the order of magnitude at the first implantation around 1 V. Pacemaker electrodes are nowadays made of a wide variety of metallic materials Shapes, such as spherical head, hemisphere, cylinder, cylinder ring and in the most varied Surface sizes offered commercially.

Ihnen allen gemeinsam liegt die Tatsache zugrunde, dass die Reizschwelle unter der Schrittmacher-Therapie zeitabhängigen Änderungen unterworfen ist. In den ersten Tagen ist eine kontinuierliche Zunahme der Reizschwelle zu beobachten, die etwa nach 10 Tagen ihren Gipfel erreicht, um sich nach einigen Wochen einem stabilen Plateau zu nähern. Zeitweilig kommen auch derart hohe Reizschwellenerhöhungen vor, die dazu führen, dass der Schrittmacher-Impuls von etwa 5 V nicht mehr ausreicht, 635 Herz zu stimulieren (exit block). Diese Fälle sind besonders nachteilig, da ein erneuter operativer Eingriff vorgenommen werden muss. What they all have in common is the fact that the stimulus threshold is subject to time-dependent changes during pacemaker therapy. In the A continuous increase in the stimulus threshold can be observed for the first few days reached its peak after about 10 days, to become stable after a few weeks Approaching plateau. At times such high increases in the stimulus threshold occur which lead to the pacemaker impulse of about 5 V no longer being sufficient, 635 to stimulate the heart (exit block). These cases are particularly disadvantageous since another surgical procedure has to be carried out.

Für die Erhöhung der Reizschwelle werden chemische, elektrische und insbesonders mechanische Irritationen des Elektrodenkopfes an der Herzinnenwand verantwortlich gemacht. Man vermutet, dass sie in der Umgebung der Elektrode Reaktionen in Form von Ödemen hervorrufen. For the increase of the stimulus threshold chemical, electrical and in particular mechanical irritation of the electrode head on the inner wall of the heart blamed. It is assumed that they react in the vicinity of the electrode provoke in the form of edema.

In ein paar Wochen bildet sich dann um die Elektrode eine nicht leitende, fiebröse Gewebeschicht (Einkapselung). Die nachteilige Konsequenz hierbei ist, dass die elektrische Feldstärke des Reizimpulses in der zu reizenden Muskulatur durch das schlechte leitende Kapsel gewebe ebenfalls vermindert wird, was wiederum zu einer Reizschwellenerhöhung führt. In a few weeks, a non-conductive, febrile layer of tissue (encapsulation). The disadvantageous consequence here is that the electrical field strength of the stimulus in the muscles to be stimulated the poor conductive capsule tissue is also diminished, which in turn increases leads to an increase in the stimulus threshold.

Kleinflächige Elektroden scheinen diesen Nachteil zu kompensieren, da die mechanische Irritation geringer und zudem die elektrische Feldstärke vergrössert wird. In der Tat werden bei guter Plazierung mit kleinflächigen Elektroden geringerer Reizschwell enwerte gemessen, als mit grossflächigen Elektroden. Kleinflächige Elektroden sind andererseits wiederum sehr anfällig für geringe Dislokationen und können zu erheblichen Reizschwellenänderungen führen. Weiterhin ist die R-Zacken-Amplitude des EKG, die zur Steuerung des Schrittmachers benötigt wird, und mit der gleichen Elektrode aufgenommen wird, wegen ihrer höheren Impedanz bedeutend geringer, so dass sie oft nicht ausreicht, den Schrittmacher zu triggern (entrance block).Small-area electrodes seem to compensate for this disadvantage, since the mechanical irritation is less and also the electrical field strength is increased will. In fact, with good placement, small area electrodes will be smaller Stimulus threshold values measured than with large-area electrodes. Small area electrodes are on the other hand very susceptible to minor dislocations and can to lead to significant changes in the stimulus threshold. Furthermore, the R-wave amplitude is of the EKG, which is needed to control the pacemaker, and with the same Electrode is added, because of its higher impedance significantly lower, so that it is often insufficient to trigger the pacemaker (entrance block).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle diese Nachteile zu vermeiden, und einen Elektrodenkopf zu schaffen, der die mechanische Irritation auf ein Minimum reduziert, der großflächig ist, so dass geringe Dislokationen ohne Einfluss bleiben, der aber ausserdem so hochohmig ist, dass eine zumindest gleich geringe Energieentnahme aus dem Schrittmacher, wie bei kleinflächigen Elektroden gewährleistet wird.The invention is based on the task of addressing all of these disadvantages avoid and create an electrode head that eliminates mechanical irritation reduced to a minimum, which is extensive, so that minor dislocations without Influence remain, which is also so high-resistance that one is at least the same low energy consumption from the pacemaker, as with small-area electrodes is guaranteed.

Erfindungsgemäss wird der Elektrodenkopf nicht aus Metall, sondern aus einem leitfähigen Silikonkautschuk hergestellt.According to the invention, the electrode head is not made of metal, but rather made from a conductive silicone rubber.

Silikonkautschuk hat die Vorteile, dass es für Implantationszwecke bestens erprobt und geeignet ist, dass es sich gut mit Metallpulver mischen lässt und dass daraus beliebige Elektrodenkopf-Formen hergestellt werden können. Zur Erreichung der Leitfähigkeit wird man Metallpulver verwenden, das körperverträglich ist, wie Gold, Platin, Elgiloy, Protasul 10 o. ä.Silicone rubber has the advantages of being used for implantation purposes It has been tried and tested and is suitable that it can be mixed well with metal powder and that any electrode head shapes can be produced therefrom. To achieve the conductivity you will use metal powder that is compatible with the body, such as Gold, platinum, Elgiloy, Protasul 10 or similar

Je nach Mischungsverhältnis zwischen Silikonkautschuk und Metall können optimale Widerstandswerte geschaffen werden. Durch Auswahl der geeigneten Viskosität des Sil ikonkautschuk-Materials sind mechanische Irritationen kaum zu erwarten.Depending on the mixing ratio between silicone rubber and metal optimal resistance values are created. By choosing the appropriate viscosity With the silicone rubber material, mechanical irritation is hardly to be expected.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So kann beispielsweise statt der spiralförmigen Metallwendel als Elektrodenzuleitung ebenfalls leitfähiger Silikonkautschuk verwendet werden.Numerous modifications are possible within the scope of the invention. So can for example, instead of the spiral metal coil as an electrode lead as well conductive silicone rubber can be used.

Weiterhin können die metallischen Elektrodenköpfe mit einem leitfähigen Silikonkautschuk-Überzug beschichtet werden.Furthermore, the metallic electrode heads can be equipped with a conductive Silicone rubber coating can be coated.

Claims

Claims 1. Electrode arrangement with an implantable, flexible, insulated, electrical conductor arrangement, the rear end of which is connected to a stimulator connectable and the front end section of which can be inserted within the heart, characterized in that it is made from a conductive silicone rubber will.

2. Electrode head according to claim 1, characterized in that the Conductivity through a mixing ratio of gold particles and silicone rubber can be made changeable.

3. Electrode head according to claim 1, characterized in that the Conductivity through a mixing ratio of platinum pellets and silicone rubber can be made changeable.

4. electrode head according to claim 1, characterized in that the Conductivity through a mixing ratio of Elgiloy particles and silicone rubber can be made changeable.

5. electrode head according to claim 1, characterized in that the Conductivity through a mixing ratio of Protasul 10 particles and silicone rubber can be made changeable.

6. electrode head according to claim 1, characterized in that the Conductivity through a mixing ratio of stainless steel particles and silicone rubber can be made changeable.

7. electrode head according to claim 1, characterized in that the Conductivity through a mixing ratio of carbon particles and silicone rubber can be made changeable.

8. electrode head according to claims 1-7, characterized in that the viscosity of the silicone rubber material can be made changeable.

9. electrode head according to claims 1-8, characterized in that it can be any geometric in surface and shape (e.g. cylindrical, hemispherical, conical, spherical, etc.) and designed according to the anatomical needs of the heart can be.

10. Electrode head according to claims 1 - 9, characterized in that that the surface of the electrode head has a smooth surface.

11. Electrode head according to claims 1 - 9, characterized in that that the surface of the head has knob-like elevations.

12. Electrode head according to claim 1-9, characterized in that the surface of the head has brush-like approaches.

13. Electrode arrangement according to claims 1 - 12, characterized in that that the electrode lead consists of 1 conductive silicone rubber.

14. Electrode arrangement according to claims 1 - 13, characterized in that that a metallic electrode head with a conductive silicone rubber coating is coated.