DE1803513C - Electromedical apparatus for implantation in the body of a living being - Google Patents
Electromedical apparatus for implantation in the body of a living beingInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektromedizinischen Apparat zur Einpflanzung in den Körper eines Lebewesens mit einer über zwei elektrische Zuleitungen mit ein τ aus elektrisch leitendem, im wesentlichen gegenüber Kürperflüssigkeiten und Gewebe inerten Material bestehenden, zur Erzeugung elektrischer Reizsignale dienenden Energiequelle vcfbindbaren Elektrodenvorrichtung und mit einer die Elektrodenvorrichtung und die Zuleitung einkapselnden, aus einem im wesentlichen gegenüber Körperflüssigkeiten und Gewebe inerten, elektrischen Isolierstoff bestehenden Einkapselvorrichtung, aus der Teile der Elektroden der Eiekirodenvorrichtung, deren erste Elektrode mitThe invention relates to an electromedical Apparatus for implantation in the body of a living being with one via two electrical leads with a τ from electrically conductive, essentially opposite Body fluids and tissue inert material to generate electrical stimulus signals Serving energy source vcfbindbaren electrode device and with an electrode device and encapsulating the lead, consisting of a substantially opaque body fluids and Tissue-inert, electrical insulating material consisting of an encapsulation device from which parts of the electrodes are made the Eiekirodenvorrichtung, whose first electrode with
ίο der ersten elektrischen Zuleitung verbunden ist, derart herausragen, daß zwischen ihnen und einem im Körper des Lebewesens befindlichen Nerv an entlang dieses Nervs mit Abstand voneinander liegenden Punkten eine elektrische Verbindung herstellbar ist.ίο the first electrical supply line is connected in such a way protrude that between them and a nerve located in the body of the living being along this An electrical connection can be established between the nerve and points located at a distance from one another.
Das Wort Lebewesen ist hier in seinem weiten Sinne, den Menschen einschließend, zu verstehen.The word living being is to be understood here in its broad sense, including humans.
Das Bedürfnis der Medizin an elektromediz'nischen Apparaten zur Einpflanzung in den Körper eines Lebewesens wird insbesondere im Hinblick auf derartige moderne medizinische Einrichtungen, wie das Schlagader-Sinus-Nervstimulators, deutlich, bei dem ein einpflanzbarer künstlicher Nervanreger oder Stimulator verwendet wird, der elektrische Impulse zur Anregung des Hal· schlag-Sinus-Nervs liefert, um an Hypertension leidenden Lebewesen ihre Probleme zu erleichtern.The need of medicine for electro-medical devices for implantation in the body of a living being is particularly with regard to such modern medical facilities as the artery sinus nerve stimulator, clearly, in which an implantable artificial nerve stimulator or Stimulator is used, which supplies electrical impulses to stimulate the throat-stroke sinus nerve To ease the problems of hypertensive beings.
Bei einem noch der belgischen Patentschrift 69() 958 bekannten elektromedizinischen Apparat der eingangs erwähnten Art ist die zweite elektrische Zuleitung mit einer zweiten Elektrode der Eilektrodenvorrichtung verbunden.In an electromedical apparatus still known from Belgian patent specification 69 () 958 The type mentioned at the beginning is the second electrical lead with a second electrode of the egg electrode device connected.
Der Nachteil dieses bekannten, mit der Zwei-Elektroden-Ausführung versehenen elektromedizinischen Apparats liegt insbesondere darin, daß der maximale Signalimpuls, der zur Reizung des Nervs an die aktive Elektrode angelegt werden kann, begrenzt ist durch den Streustromfluß, der eher zwischen den Elektroden durch die Körperflüssigkeiten und das Gewebe fließt, als durch den Nerv selbst. Falls der Streustromfluß einen genügend hohen Wert erreicht, können anliegende Nerven unbeabsichtigt angeregt werden. The disadvantage of this known electromedical, which is provided with the two-electrode design Apparatus lies in the fact that the maximum signal impulse, which to stimulate the nerve to the active electrode can be applied, is limited by the leakage current flow, which tends to be between the Electrodes flowing through the body fluids and tissues than through the nerve itself. If the stray current flow reaches a sufficiently high value, adjacent nerves can be unintentionally stimulated.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromedizinischen Apparat der eingangs erwähn- ten Art derart auszubilden, daß der Streustromfluß durch die Körperflüssigkeiten und das Gewebe vermindert und damit der mögliche Maximalwert der Impulsenergie gesteigert wird.The invention is based on the object of designing an electromedical apparatus of the type mentioned at the beginning in such a way that the stray current flow through the body fluids and the tissue is reduced and the possible maximum value of the pulse energy is thus increased.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite elektrische Zuleitung mit mindestens einem Paar weiterer Elektroden verbunden ist, deren räumliche Anordnung den von der ihnen gegenüber elektrisch aktiven ersten Elektrode ausgehenden Steuerstromfluu durch die Körperflüssigkeiten und das Gewebe begrenzt. This object is achieved according to the invention in that the second electrical lead is connected to at least one pair of further electrodes , the spatial arrangement of which limits the control current flow through the body fluids and the tissue from the first electrode that is electrically active opposite them.
Erfindungsgemäß bestehen die weiteren Elektroden aus einer zweiten ur.d dritten Elektrode und liegt die erste Elektrode mit Abstand zwischen der zweiten und der dritten Elektrode.According to the invention, the further electrodes consist of a second and third electrode and are located the first electrode with a spacing between the second and the third electrode.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist derart ausgebildet, daß die Einkapselvorrichtung aus einem Gehäuse besteht, das einen Stiel und einen Kopf besitzt, der teilweise durch einen Schlitz in eine Oberschicht und eine Unterschicht geteilt ist, die eineA preferred embodiment of the invention is designed such that the encapsulation device consists of a housing having a stem and a head partially through a slot in a Upper class and a lower class is divided, the one an den Schlitz angrenzende Hohlkehle aufweist, daß die Elektroden in dem Kopf des Gehäuses eingeschlossen sind, daß ein Teil von jeder Elektrode zur Hohlkehle hingeformt und zur Kontaktierung deshaving a fillet adjoining the slot that the electrodes are enclosed in the head of the housing that part of each electrode is used Molded groove and for contacting the
Nerven in letzterer eingepaßt ist, und da« die erste ist Siliziumgummi. Es ist ebenfalls notwendig, daß dieNerve is fitted into the latter, and there «the first is silicon rubber. It is also necessary that the
und die zweite elektrische Zuleitung in dem Stiel des Elektroden^, 23 und 24, die direkt mit der Außen-and the second electrical lead in the stem of the electrodes ^, 23 and 24, which connects directly to the outside
Cehauses eingeschlossen sind. wand ejnes Nm,s oder dnes Nervenstranges 27 ver-Cehauses are included. twist one Nm , s or nerve cord 27
Nacrt einer weiteren Ausfühmngsform soll die bunden sein müssen, aus einem KörperflüssiekeitenAccording to a further embodiment, the must be bound from a body fluids
Oberschicht des Gehäuses aut der Unterschicht befe- 5 und Gewebe gegenüber inertem Material bestehenThe upper layer of the housing is fastened to the lower layer and the fabric is made of an inert material
stigt werden um den Nerv m Kontakt mit den Elek- und nicht schädlich für die Außenwand des NervsBe stigt around the nerve in contact with the elec- tric and not harmful to the outer wall of the nerve
,roden geschützt zu halten. sindi mjt der sJc verbunden sind. Ein derartiges Mate-to keep clearing protected. are connected to the sJc . Such Mate
Der mit <Jer Erfindung erzielte Vorteil besteht ins- rial, das sich als erfolgreich erwiesen hat, ist Platin.The advantage achieved with the invention is insrial that has proven successful is platinum.
besondere darin. i.jß der Strom, der in beiden Rieh- Ein anderes Material, das auch verwendet werdenspecial in it. i.jß the current that flows in both rieh- Another material that can also be used
tungen von der aktiven Elektrode wegfücüt. eher 10 kann, ist nichtrostender Stahl.lead away from the active electrode. rather 10 is stainless steel.
durch ( Nerven za den als Schutzelektroden wirken- Wie oben dargelegt, müssen die Zuleitungen 26 den mi. .-stens einem Paar weiterer Elektroden und 28 auch aus Körperllüssigkciten und Gewebe geströmt, ab dali er durch die Korperflussigkeiten und eenüber inertem Material sein. Fs ist wünschenswert, das Gewebe tliebt, die den eleklromedizi iischen Ap- aber nicht Vorschrift, da« die Zuleitungen aus dem parat umgeben. Damit ist die Möglichkeit gegeben. ,3 deichen Material wie die Elektroden 22, 23 und 24 den Maximalwert der Impulsenergie zu sieiuern. bestehenthrough (nerves that act as protective electrodes - As explained above, the supply lines 26 must have flowed through at least one pair of further electrodes and 28 also from body fluids and tissue, from when it is through the body fluids and over inert material It is desirable, the tissue loves the electromedical ap- but not regulation, because the supply lines from the ready surround. This gives the possibility. 3 dike material like the electrodes 22, 23 and 24 to measure the maximum value of the impulse energy. exist
Weitere Einzelheiten und Vorteile der "Erfindung Die Zuleitungen in der hier beschriebenen Ausfüh-Further details and advantages of the "Invention The supply lines in the embodiment described here
erccben sich aus der Beschreibung der Zeichnung. In rungsform sind offenbart a' gewendelte Abschnitteare derived from the description of the drawing. A 'coiled sections are disclosed in approximately form
letzterer sind: ejnes MateriaIS) um ihre Biegsamkeit zu fördern. Diesthe latter are: ejnes MateriaIS) to promote their flexibility. this
Mg. I eine Ansicht einer Ausfuhr .ingsiumi der 20 hat sich als höchst wünschenswerte Ausführung derMg. I a view of an export .ingsiumi of the 20 has proven to be a highly desirable execution of the
F ründung, die mit einer einpflanzbaren Energiequelle Zuleitungsstruktur erwiesen, jedoch sind auch andereF rignition that have proven feed structure with an implantable energy source, however, others are also
tür jlektrische Signale verwendet werden kann. Ausführungsformen möglich.Can be used for electrical signals. Embodiments possible.
Vr" ?"r , enansicht dcr Ausführungsform Während es notwendig ist. daß ein Teil jeder Elek-Vr "?" R, view of the embodiment while it is necessary. that part of every elec-
η,κ,ι 1- ι g. 1, die den Kopf der Ausführungsform dar- trode 22, 23 und 24 nicht in der Masse des Kopfes 12η, κ, ι 1- ι g. 1, the head of the embodiment dar- trode 22, 23 and 24 not in the mass of the head 12
stellt, der einen eine Ober- und Unterschicht bilden- 25 eingekapselt ist, damit die Elektroden mit dem Nerv inwhich is encapsulated to form a top and bottom layer so that the electrodes are connected to the nerve in
den Schlitz besitzt Verbindung gebracht werden können, ist es höchstthe slot possesses can be connected, it is supreme
^ ί ig. 3 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie unerwünscht, die Elektroden nach Schaltung an den^ ί ig. 3 is a view of a section along the undesirable line, the electrodes after switching to the
.>- > der F 1 g. _, ^erx. vo||ständia freiliegend zu lassen. Um dieses Pro-.>-> the F 1 g. _, ^ erx . vo || to let st ändia exposed. In order to
f ig. 4 eine perspektivische Ansicht des Kopfes blem zu bewältigen, ist der Apparat nach der Erfinder Ausfuhrungsform nach F 1 g. I, und 3o dung mit einer Oberschicht 15 versehen. Wie in denf ig. 4 is a perspective view of the head blem to cope with, the apparatus according to the inventors embodiment according to F 1 g. I, and 3o dung with a top layer 15 provided. As in the
Mg. 5 eine achmttansicht der Ausfiihrungsiorm F i a. 2. 4 und 5 gezeict ist, ist diese Oberschicht 15Mg. 5 a vertical view of the embodiment F i a. 2. 4 and 5, this upper class is 15
nach Fig. 1 entlang der Linie 5-5. die den Apparat Von der Unterschicht^ nur durch die Breite desaccording to Fig. 1 along the line 5-5. the apparatus the V on the backsheet ^ only by the width of the
nut einem Nerv verbunden und im Körper eines Lebe- Schlitzes 21 getrennt. Wenn die Elektroden 22, 23 undconnected by a nerve and separated in the body by a live slit 21. When the electrodes 22, 23 and
wesens eingepllanzt zeigt. 24 mit dem Nerv 27 in Verbindung gebracht wordenshows its nature planted. 24 has been associated with nerve 27
flg. 1 stellt eine Ausführungsform der Erfindung 35 sind, kann die Oberschicht 15 auf ihnrn mit MittelnFig. 1 shows an embodiment of the invention 35, the topsheet 15 can be applied to it by means
dar. die einen im mit 12 angezeigten Kopf sowie einen wie den Nähten 29 befestigt werden. Die Hohlkehlewhich one in the head indicated by 12 and one like the seams 29 are attached. The hollow
Stiel 14 *-esitzt, der mit dem Kopf 12 und auch mit 20 in dem Glied 13 ist im allgemeinen an die Form desStalk 14 * -sitzt that with the head 12 and also with 20 in the link 13 is generally to the shape of the
einer Energiequelle für elektrische Signale 11 verbun- Nervs 27 angepaßt und erleichtert ferner ein festesan energy source for electrical signals 11 connected nerve 27 adapted and also facilitates a solid
"en ist- Haften und Isolieren der Verbindung der Elektroden" en is - adhering and isolating the connection of the electrodes
Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Kopfes 12, wel- 40 mit dem Nerv.Fig. 2 is a side view of the head 12, wel- 40 with the nerve.
eher einen Schlitz 21 enthält, der im Kopf 12 eine Die in Fig. 1 gezeigte Energiequelle für elektri-rather contains a slot 21 which, in the head 12, has a power source for electrical
Oberschicht 15 und eine Unterschicht 13 bildet. Eine sehe Signale 11 kann ein transistorbestückter Sperr-Upper layer 15 and a lower layer 13 forms. A see signals 11 can be a transistor-equipped blocking
Hohlkehle 20 ist in der Unterschicht 13 zu sehen. oszillator sein, der durch eine langlebige, wieder auf-The fillet 20 can be seen in the lower layer 13. be an oscillator, which is powered by a long-lasting,
Fig. 3 zeigt eine Anzahl Elektroden 22, 23 und ladbare Batterie gespeist wird, die Impulse vorbe-24, die teilweise in der Masse der Unterschicht 13 ein- 45 stimmter Frequenz zu dem Nerv 27 liefert. Obgleich gekapselt und teil weise zur Hohlkehle 20 hingeformt die Quelle 11 hier eingepflanzt dargestellt ist, d.h. sind. Ein Paar von Zuleitungen 26 und 28, hier als ge- eingekapselt in eine Masse, die vegen der Einpflanwendelte Abschnitte eines elektrisch leitenden Mate- zung in den Körper eines Lebewesens gegenüber Körrials dargestellt, ist in der Masse des Stiels 14 und des nerflüssigkeiten und Gewebe inert ist. ist es keine Kopfes 12 eingeschlossen. Die Zuleitung 26 ist mit der 50 Vorschrift, daß der Elektrodenapparat dieser Erfin-Elektrode 22, die Zuleitung 28 dagegen mit den Flek- dung mit einer einpflanzbaren Energiequelle für elektroden 23 und 24 verbunden. trische Signale verwendet wird. Der Stiel 14, der dieFig. 3 shows a number of electrodes 22, 23 and a rechargeable battery being fed, the pulses passing by. supplies the frequency to the nerve 27, which is partly in tune with the mass of the lower layer 13. Although encapsulated and partially shaped to the groove 20, the source 11 is shown here planted, i.e. are. A pair of supply lines 26 and 28, here as encapsulated in a compound, which is inserted through the plant Sections of an electrically conductive material in the body of a living being compared to Körrials shown is in the mass of the stem 14 and the fluids and tissues are inert. it is not Head 12 included. The lead 26 is with the 50 regulation that the electrode apparatus of this Erfin electrode 22, the supply line 28, however, with the braiding with an energy source for electrodes that can be implanted 23 and 24 connected. tric signals is used. The stem 14 that the
F i g. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die Elek- Zuleitungen 26 und 28 einschließt, kann sich vonF i g. 4 is a perspective view including electrical leads 26 and 28 may emerge from FIG
troden 22, 23 und 24 zeigt, die in Abständen entlang einem Punkt innerhalb des Körpers zu einem Punkttrodes 22, 23 and 24 showing spaced along a point within the body to a point
eines Nervs oder eines Nervenstranges 27, wie z. B. 55 außerhalb aes Körpers erstrecken und mit jeder ein-a nerve or a nerve cord 27, such as. B. 55 extend outside aes body and with each one
des Halsschlagader-Sinus-Nervs, mit diesem verbun- zelnen einer Anzahl Energiequellen für elektrischeof the carotid artery sinus nerve, with which a number of energy sources for electrical energy are connected
den sind. Signale verbunden sein. Ferner können sich die Zu-who are. Signals to be connected. Furthermore, the access
F ig. 5 zeigt ferner den Nerv 27 im Inneren der leitungen zu einem im Körper eingepflanzten KreislaufFig. 5 also shows the nerve 27 inside the lines to a circuit implanted in the body
Hohlkehle 20, wobei die Oberschicht 15 an der Unter- erstrecken, jedoch von einer Quelle außerhalb desFlute 20, with the topsheet 15 extending at the bottom, but from a source outside the
schicht 13 durch Nähte befestigt ist. Der Kopf 12 ist in 60 Körpers gespeist werden.layer 13 is attached by sutures. The head 12 is to be fed in 60 bodies.
F i g. 5 als in den Körper eines Lebewesens einge- Der Vorteil der Wirkung der Elektroden nach die-F i g. 5 as incorporated into the body of a living being- The advantage of the effect of the electrodes after the-
pflanzt gezeigt. ser Erfindung, der durch eine starke Verminderungplants shown. this invention, which by a strong reduction
Da die Erfindung eine Mehrzahl an Elektroden des Streustromflusses durch die umgebenden Körperaufweist, die in den Körper eines Lebewesens einge- flüssigkeiten gegeben ist, kann am besten unter Bezugführt werden müssen, ist es notwendig, daß die Masse, 65 nähme auf F i g. 4 verstanden werden, die die drei die den Kopf 12 und den Stiel 14 einschließt, Körper- Elektroden 22, 23 und 24 zu einander ausgerichtet flüssigkeiten und Gewebe gegenüber inert ist. Eine· zeigt. Zuerst nehme man an, die Elektrode 23 sei nicht derartige Masse, die sich als erfolgreich erwiesen hat, vorhanden. Weiter nehme man an, daß die ElektrodenSince the invention has a plurality of electrodes of the stray current flow through the surrounding bodies, The fluids given in the body of a living being can best be referred to must be, it is necessary that the mass, 65 would take on F i g. 4 to be understood that the three which includes the head 12 and stem 14, body electrodes 22, 23 and 24 aligned with one another is inert to liquids and tissues. A · shows. First, assume that the electrode 23 is not such a mass that has been found to be successful is present. Suppose further that the electrodes
22 und 24 derart elektrisch geschaltet sind, daß der Stromfluß von der Elektrode 22 zur Elektrode 24 erfolgt. Wenn in diesem Fall ein Signalimpuls über die Elektroden geschickt wird, wird der Strom von der Elektrode 22 nach links durch den Nerv 27 zur Elek- S trade 24 und nach draußen durch die Zuleitung 28 fließen. Ein bestimmter Anteil des Stromes wird jedoch auch von der Elektrode 22 nach rechts fließen und durch die Körperflüssigkeiten und das Gewebe um den Kopf 12 herum und zurück in die linke Seitenöffnung der Hohlkehle 20 zur Elektrode 24. Dieser Streustromfluß ist höchst unerwünscht, besonders wegen der Möglichkeit der Reizung anliegender Sehnen. Betrachtet man wieder die Ausführungsform der F i g. 4, so kann man sehen, daß das Schützen der aktiven Elektrode 22 durch die zusätzliche Elektrode 23 stark den Streustromfluß durch die Körperflüssigkeiten und das Gewebe vermindern wird. Jetzt wird der Strom, der nach rechts von der Elektrode 22 zu fließen versucht, es vorziehen, vornehmlich durch die Elektrode 23 und zurück durch die Zuleitung 28 zu fließen.22 and 24 are electrically connected such that the Current flow from electrode 22 to electrode 24 takes place. If, in this case, a signal pulse over the Electrodes is sent, the current is from electrode 22 to the left through nerve 27 to the electrode trade 24 and flow outside through feed line 28. However, a certain proportion of the electricity will also flow from electrode 22 to the right and through the body fluids and tissues around the head 12 and back into the left side opening of the groove 20 to the electrode 24. This Stray current flow is highly undesirable, especially because of the potential for irritation of adjacent tendons. Looking again at the embodiment of FIG. 4, so you can see that protecting the active Electrode 22 by the additional electrode 23 greatly reduces the leakage current flow through the body fluids and the tissue will diminish. Now the current will flow to the right from the electrode 22 tried to prefer it primarily through electrode 23 and back through lead 28 too flow.
Laboruntersuchungen sind an dem Elektrodenapparat vorgenommen worden und haben sich als erfolgreich erwiesen. Es wurde eine Vergrößerung der maximalen Grenze der an den Elektroden anliegenden Signalenergie, um einen Faktor von annähernd 4 oder 5 erreicht. Bei der im Labor erfolgreich erprobten Ausführungsform wurde Siliziumgummi als Masse zum Einkapseln der Zuleitungen und der Elektroden verwendet. Bei einer Ausführungsform waren die Elektroden aus Platin, die Zuleitungen dagegen aus gewendelten Abschnitten nichtrostenden Stahls hergestellt. Laboratory tests have been performed on the electrode apparatus and have proven successful proven. There was an increase in the maximum limit of those applied to the electrodes Signal energy, reached by a factor of approximately 4 or 5. The one successfully tested in the laboratory Embodiment was silicon rubber as a mass for encapsulating the leads and the electrodes used. In one embodiment, the electrodes were made of platinum, while the leads were made of made of coiled sections of stainless steel.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß es sich bei dem Apparat nach der Erfindung um eine verbesserte Anordnung in Form einer einpflanzbaren Elektrode handelt, die eine Signalenergiequelle an einen Nerv überträgt, um dadurch eine künstliche Reizung des Nervs hervorzurufen.From the above description it appears that the apparatus of the invention is an improved one Arrangement in the form of an implantable electrode acts as a signal energy source transmits a nerve, thereby creating an artificial stimulation of the nerve.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
Claims (5)
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