DE3211510A1 - Implantierbare leitung - Google Patents
Implantierbare leitungInfo
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Description
-A-
Medtronic, Inc.
3055 Old Highway Eight,
Minneapolis, Minn. 55440, V.St.A,
Implantierbare Leitung
Die Erfindung betrifft eine mit einer Elektrode versehene implantierbare Leitung.
Bei weitem die meisten der bisher insbesondere auf dem
Schrittmachergebiet benutzten implantierbaren Leitungen sind mit Metallelektroden ausgestattet. Für solche
Metallelektroden wird bevorzugt Platin oder eine Platinlegierung benutzt. Zu weiteren bisher verwendeten
Werkstoffen gehören rostfreier Stahl, Titan und dergleichen. Bei der Auswahl der Elektrodenwerkstoffe muß
darauf geachtet werden, daß sie biokompatibel sind und eine Langzeit-Dauer implantation gestatten. Aus diesem Grund wurden bevorzugt Werkstoffe der Platinmetallgruppe trotz ihrer relativ hohen Kosten eingesetzt.
Die Verwendung von anderen als massiven Metallelektroden war relativ selten. Aus der US-PS 3,911,928 ist
eine Elektrodenoberfläche bekannt, die alternierend
mit hochleitfähigen metallischen Werkstoffen und Isolierstoffen bedeckt ist. Diese Werkstoffe sind nach Art eines
Maschengitters angeordnet. Eine solche Anordnung wird dort als erwünscht erachtet, da eine große Kontaktoberfläche
für Meßzwecke bereitgestellt wird, während andererseits die für Stimulationszwecke genutzte Kontaktoberfläche
verhältnismäßig klein ist, wodurch ausreichend hohe Ladungsdichten erzielt werden.
Auch die Benutzung von anderen als hoch.leitenden Metallen
wurde bereits angeregt. Das bei weitem am häufigsten vorgeschlagene nichtmetallische Material ist Kohlenstoff, So
ist aus der US-PS 4,149,542 eine endokardiale Elektrode mit einer Kohlenstoffspitze bekannt. Als Zweck der Verwendung der Kohlenstoffspitze ist dort die Bereitstellung
eines mit Herzgewebe kompatiblen leitenden Werkstoffes genannt. Es soll für das Wachsen von fibrösem Gewebe gesorgt
werden; infolgedessen wird Kohlenstoff gewählt, weil er
als für in hohem Maße biokompatibel erachtet wird. Es geht dort aber nicht um eine Materialauswahl aufgrund
der elektrischen Leitfähigkeit.
Auch aus der DE-OS 28 42 318 ist eine implantierbare Kohlenstoff elektrode bekannt. Wiederum geht es um die Körperverträglichkeit. Es ist angegeben, daß metallische Reizelektroden weniger zweckmäßig sind, da sie eine langsame
Degenerierung des an die Elektroden angrenzenden Gewebes verursachen. Aufgrunddessen wird davon ausgegangen, daß
eine Elektrode mit Kohlenstoffspitze einen niedrigeren Gesamtdauerenergieschwellwert bewirkt, weil sie besser biokompatibel ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde» eine implantierbare Leitung zu schaffen, die an dem Elektrodenort
geringere Polarisationseffekte in dem Gewebe zur Folge
hat.
Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf überraschend wirkungsvolle Weise gelöst.
Auch bei der erfindungsgemäßen Leitung steht mit der
Oberfläche des Körpergewebes ein biokompatibler Werkstoff in Kontakt. Vorliegend ist jedoch ein Halbleitermaterial vorgesehen, dessen Leitfähigkeit wesentlich
kleiner als diejenige von Metallen ist. Der Einsatz solcher Werkstoffe erfolgt bewußt mit dem Ziel, eine verbesserte Impedanzanpassung zwischen der Elektrode und
dem Körpergewebe zu erreichen. Gewisse Werkstoffe eignen sich für diesen Zweck besonders gut, weil sie Ladungsübertragungseigenschaften haben, die ähnlich denjenigen sind, die sich in Körperzellen finden. Bevorzugt werden vorliegend bestimmte halbleitende Polymere
benutzt.
Bei der implantierbaren Leitung nach der Erfindung steht
ein Halbleiterwerkstoff mit dem zu reizenden Körpergewebe in unmittelbarem Kontakt. Der Hauptkörper der implantierbaren Leitung weint ein Leitersystem mit niedrigerem
spezifischem elektrischem Widerstand und hoher Biegefestigkeit auf. Das Leitersystem mit niedrigem spezifischem
elektrischem Widerstand kann mit dem für den Kontakt mit
Körpergewebe bestimmten Halbleiterwerkstoff unmittelbar gekoppelt sein. Es kann aber auch eine abgestufte Halb-
leiterelektrode vorgesehen werden. Im letztgenannten Falle
werden mehrere unterschiedliche Halbleiterwerkstoffe mit unterschiedlichen Leitfähigkeiten benutzt. Das Leitersystem mit niedrigem spezifischem elektrischem Widerstand
ist an den Halbleiterwerkstoff mit dem nächsthöheren spezifischen elektrischen Widerstand angeschlossen, der seinerseits mit dem Halbleiterwerkstoff gekoppelt ist, der
den nächsthöheren spezifischen elektrischen Widerstand hat, usw. Auf diese Weise wird eine Elektrode erhalten, die an
ihrem proximalen Ende eine hohe Leitfähigkeit und an ihrem
distalen Ende eine wesentlich niedrigere Leitfähigkeit hat, die derjenigen des zu stimulierenden Körpergewebes angenähert ist. Die abgestuft leitende Elektrode führt zu einer Leitung mit besonders niedrigen Polarisationseffekten.
Die Erfindung ist im 'falgeη den anhand'von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden
Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der
Lädungsverteilüng bei einer hoch-Ic i ti'f'ihiyon bekennten Elektrode
aus Metall oder Kohlenstoff,
Fig. 2 eine entsprechende schematische
Darstellung der heterogenen Ladungsverteilung der erfindungsgemäß vorgesehenen Halbleiturelektrode,
Fig. 3 eine schematische Darstellung
des heterogenen Ladungsübergangs von der Halbleiterelektrode nach der Erfindung auf ein
kleines Körpergewebesegment *
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine erfin
dungsgemäße implantierbare Leitung ,
Fig. 5 einen Schnitt durch eine abge
stufte Halbleiterelektrode,
Fig. 6 einen Schnitt durch eine abge
stufte Halbleiterelektrode mit Übergangszonen und
Fig. 7 einen Schnitt durch eine Halb
leiterelektrode mit nichtabgestuftem Aufbau.
Die Erfindung ist nachstehend anhand einer implantierbaren
unipolaren Herzschrittmacherleitung näher erläutert, an deren distaler Spitze eine Halbleiterelektrode sitzt. Es versteht sich jedoch, daß eine erfindungsgemäß aufgebaute
Elektrode auch bei anderen implantierbaren Leitungen vorgesehen sein kann. Während ferner nachstehend verschiedene Werkstoffe erläutert sind, die sich für den Aufbau der
Halbleiterelektrode bevorzugt eignen, ist es ohne weiteres möglich, die Leitung mit anderen ähnlichen Werkstoffen auf-
zubauen. Wesentlich ist, daß der spezifische elektrische
Widerstand der für die Halbleiterelektrode benutzten Werkstoffe wesentlich höher als der von bekannten Metalloder auch bekannten Kohlenstoffelektroden ist.
Fig. 1 zeigt schematisch die Ladungsverteilung in einer bekannten distalen Metall- oder Kohlenstoff elektrode
10a. Wie angedeutet, ist die Ladung auf der Oberfläche
des Werkstoffes gleichförmig verteilt. Dies stellt ein
Charakteristikum von Metallen und anderen hochleitenden Werkstoffen dar. Die Leitung erfolgt dabei in erster Linie durch den Übergang von Elektronen. Die Verwendung
von hochleitenden Elektroden bietet sich bei der Konstruktion einer implantiorburon Leitung an, weil dadurch der Widerstand gegenüber der Übertragung eines
Reizimpulses von einem entfernt angeordneten Impulsgenerator zu dem zu reizenden Körpergewebe minimiert wird.
Es wurde jedoch gefunden, daß implantierbare Leitungssysteme mit extrem niedrigem spezifischem elektrischem
Widerstand dazu neigen, mehr Strom bereitzustellen, als für die Stimulation tatsächlich erforderlich ist. Dies
führt zu einer vorzeitigen Erschöpfung der implantierbaren Energiequelle. Als Leiter wird vorliegend ein
Werkstoff angesprochen, der einen spezifischen elektri-
O 4 sehen Widerstand zwischen 10 und 10 μΛ. cm hat.
Fig. 2 ist eine entsprechende schematische Darstellung einer distalen Elektrode aus halbleitendem Werkstoff.
Als Halbleiter werden vorliegend Werkstoffe angesprochen,
die einen spezifischen elektrischen Widerstand im Bereich
a JO
von 10 bis 10 μΛ cm haben. Bei den meisten derartigen
211510
- ίο
halbleitenden Werkstoffen ist, wie schematisch angedeutet, die Übertragungsladungsdichte heterogen. Ein Kennzeichen vieler Halbleiterwerkstoffe ist ferner, daß der
Ladungsübergang, d.h. der. Stromfluß innerhalb des Halbleiters, durch den Übergang von Ionen stattfindet und
nicht, wie bei leitenden Werkstoffen, durch den Übergang von freien Elektronen.
In Fig. 3 ist schematisch ein sehr kleines Stück einer
Halbleiterelektrode 10 bei Kontakt mit einem sehr kleinen Bereich von Körpergewebe 20 dargestellt. Es versteht
sich, daß im Betrieb die implantierbare Elektrode 10 unmittelbar benachbart dem Körpergewebe 20 liegt und dieses berührt. Für Darstellungszwecke sind die beiden Ober*·
flächen entlang Linien 30 und 32 verschoben. Dabei ist angenommen, daß die elektrischen Leitfähigkeiten der implantierbaren Elektrode 10 und des Körpergewebes 20 näherungsweise gleich sind und der spezifische elektrische
4 10 Widerstand im Bereich von 10 bis 10 Ii-Sl cm liegt.
Wegen der engen Impedanzanpassung und weil sowohl die Elektrode 10 als auch das Körpergewebe 20 Halbleiter
mit relativ wenigen freien Elektronen sind, bei denen die Leitung in erster Linie über einen Ionenfluß erfolgt,
paßt sich die Ladung auf der Oberfläche der implantierbaren Halbleiterelektrode 10 der Ladung auf der Oberfläche des Körpergewebes 20 an. Wie aus der Figur hervorgeht, besteht das Körpergewebe 20 aus einzelnen Zellen
22, 24, 26 und 28. Diese Zellen bilden innerhalb des Körpergewebes gesonderte physikalische Einheiten. Zu
einem bestimmten Zeitpunkt haben die einzelnen Zellen
eine etwas unterschiedliche elektrochemische Konstitution,
so daß jede der Zellen einen anderen Reizschwellwert hat. Um den Gesamtenergieschwellwert des Systems zu minimieren,
ist es erwünscht, jede der Zellen zu jedem Zeitpunkt nur mit so viel Energie zu reizen, wie dies aufgrund der spe~
zellen Ladungsbedingungen zum Reizzeitpunkt notwendig ist. Entsprechend der schematischen Darstellung der Fig. 3 wird
dies dadurch erreicht, daß in Kontakt mit dem Körpergewebe ein Halbleiterwerkstoff verwendet wird, der eine Impedanz
hat, die derjenigen des zu stimulierenden Körpergewebes im
wesentlichen äquivalent ist.
Fig. 4 zeigt eine Darstellung einer unipolaren implantierbaren Leitung 40 mit Halblei terelektrode 10. Letztere sitzt
am distalen Ende der Leitung 40. Der Hauptkörper der Leitung 40 ist mittels einer isolierenden Ummantelung 42 aus
körper inertem Werkstoff, beispielsweise Urethan oder Silikongummi, abgedeckt. Am proximalen Ende der Leitung 40 befindet sich ein elektrisches Anschlußstück mit Dichtringen
44' und einem elektrisch leitenden Anschlußstift 46. Der
Leiter, der die Halbleiterelektrode 10 mit dem Anschlußstift 46 verbindet, ist in Fig. 4 nicht zu erkennen. Dieser Leiter besteht vorzugsweise aus einem Material mit niedrigem spezifischem elektrischem Widerstand, beispielsweise
einer Anordnung aus gezogenen, hartverlöteten Einzeldrähten aus MP35N-Draht mit einer Silbermatrix. Der Draht hat
vorzugsweise die Form einer mehradrigen, auf Abstand gewickelten Wendel.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt einer Ausführungsform der Halbleiterelektrode 10. Die Leiterwendel 44 ist mittels der
isolierenden Ummantelung 42 gegen Kontakt mit Körpergewebe isoliert. An der distalen Spitze der Leiterwendel
44 befindet sich ein hochleitendes Element 50. Das Element 50 besteht vorzugsweise aus Platin oder einem anderen körperverträglichen Metall mit niedrigem spezifischem elektrischem Widerstand. Der spezifische elektri-
2 sehe Widerstand des Elements 50 sollte kleiner als 10
ufL cm sein. Es können auch andere Werkstoffe, beispielsweise Titan, verwendet werden, die einen etwas höheren
spezifischen elektrischen Widerstand haben. Wichtig ist
jedoch, daß das Element 50 aus einem hochleitenden Metall besteht, um für eine niederohmige Ankopplung an die
Leiterwendel 44 zu sorgen und um der Halbleiterelektrode 10 die notwendige mechanische Festigkeit zu geben.
Das Element 50 ist mit der Leiterwendel 44 an der Stelle 54 verschweißt. Das Element 50 weist nach hinten stehende Ansätze 52 auf, was ein Verschweißen mit weiteren Windungen der mehradrigen Leiterwendel 44 gestattet.
Ein erstes Zwischenelement 58 steht in unmittelbarer
elektrischer Verbindung mit dem Element 50. Das Zwischenelement 58 hat einen größeren spezifischen elektrischen
Widerstand als das Element 50; dieser Widerstand ist jedoch nicht so hoch, um das Element 58 zu einem Halbleiter
zu machen. Das heißt, der spezifische elektrische Widerstand des Elements 58 liegt vorzugsweise im Bereich von
2 5
10 bis 10 ßSL cm. Ein für diesen Zweck vorzugsweise
verwendeter Werkstoff ist Polypyromellitimid. Dieser
Werkstoff hat einen spezifischen elektrischen Widerstand
im Bereich von 500 ßjt cm. Statt, dessen kann für das
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Element 58 beispielsweise auch Kohlenstoff mit einem
spezifischen elektrischen Widerstand von 4 χ 10 μ-SL· cm
benutzt werden. Das Element 58 steht mit dem Element 50 unter Bildung eines Übergangs b4 in Verbindung, über den
Strom fließt. Das zu verwendende Verbindungsvorfahren hängt von dem, benutzten Werkstoff ab. Insbesondere kann
das Element 58 angegossen oder angespritzt oder mit dem Element verklebt sein. Wichtig ist, daß für den Übergang
64 eine ausreichend große Oberfläche zur Verfügung steht,
um eine unmittelbare Leitfähigkeit zwischen den Elementen 50 und 58 zu gewährleisten.
Ein zweites Zwischenelement 60 besteht aus einem Werkstoff mit einem höheren spezifischen elektrischen Widerstand als dem des Elements 58. Dieser Widerstand liegt
vorzugsweise im Bereich von 10 bis 10 ßJi cm. Ein be
vorzugter Werkstoff für das Element 60 ist Polypentacen
mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von etwa
10 /iil cm. Das Element 60 kann mit dem Element 58 wiederum auf beliebige zweckentsprechende Weise verbunden
sein, wobei jedoch der Werkstoff des Elements 58 mit dem Werkstoff dos Elements 60 über don größten Tail der Flache des Übergangs 66 in unmittelbarer Verbindung stehen
muß. Aus diesem Grund wird das Element 60 vorzugsweise angegossen oder angespritzt. Ein distales Element 62 ist
für den direkten Kontakt mit dem Körpergewebe bestimmt. Infolgedessen soll es eine Leitfähigkeit haben, die derjenigen des zu reizenden Körpergewebes angenähert ist.
Ein bevorzugter Werkstoff für das Element 62 ist PoIy pyren mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von
9
etwa 10 uJX cm. Das mit dem Körper in Kontakt kommende
211510
Element 62 muß kör per verträglich sein. Mit Ausnahme des
Elements 50 bestehen alle Elemente vorzugsweise aus Polymeren. Aufbau und Leitfähigkeit von anderen Polymeren,
die sich vorliegend eignen, sind in "The Structure of Polymers" von M.C. Miller, Reinhold Publishing Corporation, 1966 erläutert. Dabei ist auf den Seiten 671
bis 675 die Leitfähigkeit in Polymeren diskutiert, während auf den Seiten 675 bis 683 die Verwendung von Polymeren als Halbleiterwerkstoffe in Kombination mit metallischen Elementen erörtert ist.
Fig. 6 zeigt eine abgewandelte Aus führungsform der
Halbleiterelektrode 10. Dabei sind grundsätzlich der gleiche Aufbau und die gleichen Werkstoffe wie bei der
Ausführungsform nach Fig. 5 vorgesehen. Der Unterschied
besteht darin, daß in diesem Fall dünne Übergangszonen 64a, 66a und 68a zwischen den Elementen 50 und 58, den
Elementen 58 und 60 sowie den Elementen 60 und 62 vorhanden sind. Diese Übergangszonen entsprechen den Übergängen 64, 66 und 68 der Ausführungsform nach Fig. 5.
Solche Übergangszonen lassen sich durch Verwendung einer Kombination der Werkstoffe an beiden Seiten des
Übergangs herstellen. Beispielsweise wird ein Teil des Werkstoffs des Elements 50 (z.B. Platin) mit einem Teil
des Werkstoffs des Elements 58 (z.B. Polypyromellitimid)
kombiniert, um die Übergangszone 64a auszubilden. Diese
Übergangszonen sind relativ klein, und zwar kleiner als
der halbe Durchmesser der Elemente 58 und 60.
Die Übergangszonen 68a und 66a werden auf ähnliche Weise ausgebildet. Diese Übergangszonen haben elektrisch
die Wirkung, daß zwei Übergänge von mittlerer Leitfähigkeit an Stelle des abrupten Übergangs der Ausführungsform der Fig. 5 geschaffen werden. Diese Übergangszonen
lassen sich bei Verwendung der bevorzugten Werkstoffe
und von Gieß- oder Spritzverfahren relativ leicht ausbilden. Gleichwohl bedingen die Übergangszonen einen
zusätzlichen Kostenaufwand, so daß die Ausführungsform
nach Fig. 6 nur vorgesehen werden sollte, wenn dieser zusätzliche Aufwand aufgrund verminderter Leitfähigkeitsverluste in der Elektrode und Verminderung der
Polarisationseffekte an der Elektrode gerechtfertigt
ist.
Fig. 7 zeigt eine dritte Ausführungsform, bei der ein
relativ großer Leitfähigkeitsunterschied zwischen dem
Element 50 und einem distalen Element 70 besteht. Das Element 50 ist wie bei den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen aus einem hochleitenden Metall, vorzugsweise Platin, gefertigt. Es besteht jedoch kein
allmählicher Leitfähigkeitsübergang zum Element 70, das eine Leitfähigkeit im Halbleiterbereich hat. Das
heißt, das Element 70 ist ein Halbleiter mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von vorzugsweise im
Bereich von 10 bis 10 uXL cm. Ein für diesen Zweck geeignetes Material ist u.a. ein vernetztes Polyacrylamid.
Ebenso wie bei den anderen Ausführungsbeispielen ist es
wichtig, daß das Element 70 aus einem Werkstoff besteht,
der voll biokompatibel ist. Der Übergang zwischen dem Element 50 und dem Element, 70 ist bei 72 angedeutet.
Aufgrund des geschilderten Aufbaus stellt der Übergang
72 eine erhebliche Leitfähigkeitsänderung dar.
Die Ausführungsform nach Fig. 7 hat den Vorteil, daß
weniger Werkstoffe und weniger Fertigungsschritte benutzt werden müssen. Diese Ausführungsform eignet sich
insbesondere für Systeme, wo die natürliche Stimulationsschwelle ausreichend hoch ist, um die mit dem Übergang 72 verbundenen Verluste aufzunehmen, und wo das
für das Element 70 verwendete Material einen relativ niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand haben
kann. Unter relativ niedrigem spezifischem elektrischem
Widerstand soll dabei ein Widerstand im Bereich von 10
bis 10 U-TL cm verstanden werden. Dies entspricht einem
reizbaren Körpergewebe mit einer niedrigeren natürlichen Impedanz als bei den beiden zuvor erläuterten Ausführungsformen .
Der mechanische Aufbau läßt sich gegenüber den drei gezeigten Ausführungsbeispielen variieren, und es können
andere Werkstoffe verwendet werden. Besonders wichtig ist
jedoch, daß die gewählten Werkstoffe biokompatibel sind
und daß das mit dem zu stimulierenden Körpergewebe unmittelbar in Kontakt kommende Material eine charakteristische Impedanz hat, die derjenigen des Körpergewebes nahekommt. Dies sorgt für eine relativ gute Impedanzanpassung
und für eine Minimierung der Gesamtenergieschwellwerte des Systems.
Leerseite
Claims (9)
1. Implantierbare Leitung mit einem Leiter, der mit einer Ummantelung aus körperverträglichem Werkstoff versehen und an seinem proximalen Ende mit
einem elektrischen Anschlußstück gekoppelt ist, sowie mit einer Elektrode, die ein distales Element
aus körperverträglichem Werkstoff zum Kontaktieren von Körpergewebe aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß das distale Element (62, 70) von einem Halbleiter mit einem spezifischen elektrischen Widerstand im Bereich von 10 bis 10 ßJL· cm gebildet
ist.
2. Implantierbare Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Element (62, 70) aus
einem vernetzten Polyacrylamid besteht.
3. Implantierbare Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Element (62, 70) aus
Polypyren besteht.
FERNSPRtCHER: 0*9/601101» ■ TELEX· SZ2β«9 «Ipa ·) · KABEL! EUCTRiCPAIENT MUNCHtN
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4. Implantierbare Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Elektrode (10) zusätzlich ein zwischen den Leiter (44) und das distale Element (62, 70) gekoppeltes
metallisches Element (50) aufweist, dessen Oberfläche gegen Kontakt mit Körpergewebe geschützt
ist.
5. Implantierbare Leitung nach Anspruch 4, dadurch ■gegekennzeichnet, daß die Elektrode (10) des weiteren
ein zwischen das metallische Element (50) und das distale Element (62) gekoppeltes erstes Zwischenelement (58) aufweist, dessen elektrische Leitfähigkeit
kleiner als die des metallischen Elements und größer als die des distalen Elements ist.
6. Implantierbare Leitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (10) ferner ein zwiischen das erste Zwischenelement (58) und das distale Element (62) gekoppeltes zweites Zwischenelement
(60) aufweist, dessen elektrische Leitfähigkeit kleiner als die des ersten Zwischenelements und größer
als die des distalen Elements ist.
7. Implantierbare Leitung nach einem der Ansprüche 4 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Element (50) aus Platin besteht.
8. Implantierbare Leitung nach einem der Ansprüche 5 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zwischenelement (58) aus Polypyromellitimid besteht.
2211510
9. Implantierbare Leitung nach einem der Ansprüche 6
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (10) eine zwischen dem metallischen Element (50)
und dem ersten Zwischenelement (58) liegende erste Übergangszone (64a), eine zwischen dem ersten Zwischenelement und dem zweiten Zwischenelement (60)
liegende zweite Übergangszone (66a) sowie eine zwischen dem zweiten Zwischonelement und dem distalen
Element (62) liegende dritte Übergangszone (68a) aufweist.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0329112A1 (de) * | 1988-02-16 | 1989-08-23 | Medtronic, Inc. | Medizinischer elektrischer Leiter und Verfahren zu seiner Herstellung |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4475560A (en) * | 1982-04-29 | 1984-10-09 | Cordis Corporation | Temporary pacing lead assembly |
US4444206A (en) * | 1982-04-29 | 1984-04-24 | Cordis Corporation | Mesh tip pacing lead assembly |
GB8420116D0 (en) * | 1984-08-08 | 1984-09-12 | Elchemtec Ltd | Apparatus for monitoring redox reactions |
US4649937A (en) * | 1985-01-28 | 1987-03-17 | Cordis Corporation | Etched grooved electrode for pacing lead and method for making same |
US4577642A (en) * | 1985-02-27 | 1986-03-25 | Medtronic, Inc. | Drug dispensing body implantable lead employing molecular sieves and methods of fabrication |
US5330520A (en) * | 1986-05-15 | 1994-07-19 | Telectronics Pacing Systems, Inc. | Implantable electrode and sensor lead apparatus |
JPS6468236A (en) * | 1987-09-07 | 1989-03-14 | Aisin Seiki | Cannula equipped with detection electrode |
US4945912A (en) * | 1988-11-25 | 1990-08-07 | Sensor Electronics, Inc. | Catheter with radiofrequency heating applicator |
US5257635A (en) * | 1988-11-25 | 1993-11-02 | Sensor Electronics, Inc. | Electrical heating catheter |
US5271417A (en) * | 1990-01-23 | 1993-12-21 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Defibrillation electrode having smooth current distribution |
JPH03254760A (ja) * | 1990-03-01 | 1991-11-13 | Murata Mfg Co Ltd | 生体内埋込型電子機器 |
US5452718A (en) * | 1991-11-08 | 1995-09-26 | Clare; Christopher R. | Electrode construction, assembly thereof, package therefor and method |
US5358516A (en) * | 1992-12-11 | 1994-10-25 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Implantable electrophysiology lead and method of making |
US5411544A (en) * | 1993-11-02 | 1995-05-02 | Ventritex, Inc. | Defibrillation lead with improved mechanical and electrical characteristics |
US6430447B1 (en) | 2000-11-07 | 2002-08-06 | Pacesetter, Inc. | Stimulating electrode having low polarization and method of making same |
US6430448B1 (en) | 2000-11-07 | 2002-08-06 | Pacesetter, Inc. | Stimulating electrode having low polarization and method of making same |
US6949763B2 (en) * | 2001-10-11 | 2005-09-27 | Marc Ovadia | Semiconductor and non-semiconductor non-diffusion-governed bioelectrodes |
US20030083697A1 (en) * | 2001-10-25 | 2003-05-01 | Baudino Michael D. | Implantable neurological lead with low polarization electrode |
US6671562B2 (en) | 2001-11-09 | 2003-12-30 | Oscor Inc. | High impedance drug eluting cardiac lead |
US6978185B2 (en) * | 2001-11-09 | 2005-12-20 | Oscor Inc. | Multifilar conductor for cardiac leads |
US7247162B1 (en) | 2002-01-14 | 2007-07-24 | Edwards Lifesciences Corporation | Direct access atherectomy devices |
US7496408B2 (en) | 2004-12-03 | 2009-02-24 | Medtronic, Inc. | Electrodes array for a pacemaker |
US8000918B2 (en) | 2007-10-23 | 2011-08-16 | Edwards Lifesciences Corporation | Monitoring and compensating for temperature-related error in an electrochemical sensor |
US20090188811A1 (en) | 2007-11-28 | 2009-07-30 | Edwards Lifesciences Corporation | Preparation and maintenance of sensors |
WO2010027771A1 (en) | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Edwards Lifesciences Corporation | Analyte sensor |
US8948843B2 (en) * | 2008-10-15 | 2015-02-03 | Sapiens Steering Brain Stimulation B.V. | Probe for an implantable medical device |
US8565899B1 (en) * | 2012-04-18 | 2013-10-22 | Cochlear Limited | Implantable prosthesis configuration to control heat dissipation from prosthesis components |
EP3113840B1 (de) * | 2014-03-07 | 2018-12-19 | Cameron Health, Inc. | Implantierbare medizinische vorrichtung mit leitfähiger beschichtung |
LU92540B1 (en) * | 2014-09-10 | 2016-03-11 | Luxembourg Inst Of Science And Technology List | Implantable electrode |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3911928A (en) * | 1973-04-14 | 1975-10-14 | Hans Lagergren | Endocardial electrode |
US3994302A (en) * | 1975-08-14 | 1976-11-30 | Medtronic, Inc. | Stimulation electrode of ion-exchange material |
US4149542A (en) * | 1976-03-26 | 1979-04-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Endocardial electrode |
DE2842318A1 (de) * | 1978-09-28 | 1980-04-17 | Siemens Ag | Implantierbare kohlenstoffelektrode |
GB1587389A (en) * | 1977-04-02 | 1981-04-01 | Uchiyama N | Electrodes for electrically contacting surfaces of living bodies |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3533403A (en) * | 1967-05-10 | 1970-10-13 | Riley D Woodson | Combination heart catheter and electrode |
DE2144902C2 (de) * | 1971-09-08 | 1980-10-09 | Battelle Instistut E V | Implantierbares Element zur Kontaktierung von Körpergeweben |
JPS4998079A (de) * | 1972-12-28 | 1974-09-17 | ||
US4011861A (en) * | 1974-04-03 | 1977-03-15 | Case Western Reserve University | Implantable electric terminal for organic tissue |
US4033355A (en) * | 1975-11-28 | 1977-07-05 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Electrode lead assembly for implantable devices and method of preparing same |
JPS5383385A (en) * | 1976-12-28 | 1978-07-22 | Seiko Instr & Electronics | Lead for heart pacemaker |
-
1981
- 1981-03-30 US US06/248,766 patent/US4352360A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3911928A (en) * | 1973-04-14 | 1975-10-14 | Hans Lagergren | Endocardial electrode |
US3911928B1 (de) * | 1973-04-14 | 1988-11-08 | ||
US3994302A (en) * | 1975-08-14 | 1976-11-30 | Medtronic, Inc. | Stimulation electrode of ion-exchange material |
US4149542A (en) * | 1976-03-26 | 1979-04-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Endocardial electrode |
GB1587389A (en) * | 1977-04-02 | 1981-04-01 | Uchiyama N | Electrodes for electrically contacting surfaces of living bodies |
DE2842318A1 (de) * | 1978-09-28 | 1980-04-17 | Siemens Ag | Implantierbare kohlenstoffelektrode |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MILLER, M.L.: The Structure of Polymers, Reinhold Publishing Corporation, New York, 1966, S. 671-683 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0329112A1 (de) * | 1988-02-16 | 1989-08-23 | Medtronic, Inc. | Medizinischer elektrischer Leiter und Verfahren zu seiner Herstellung |
Also Published As
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NL8201292A (nl) | 1982-10-18 |
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