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Dokumentenidentifikation DE102004001626A1 18.08.2005
Titel Universell verwendbare Ösophaguselektrodensonde für transösophageale Stimulationsverfahren
Anmelder Friedrich-Schiller-Universität Jena, 07743 Jena, DE
Erfinder Heinke, Matthias, Dr., 07407 Rudolstadt, DE
DE-Anmeldedatum 08.01.2004
DE-Aktenzeichen 102004001626
Offenlegungstag 18.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.08.2005
IPC-Hauptklasse A61N 1/05
IPC-Nebenklasse A61N 1/362   
Zusammenfassung Aufgabe war es, eine Sonde zu schaffen, mit welcher spezielle Elektrostimulationen, hochaufgelöste Elektrokardiographie und Impedanzkardiographie sowie Kardioversion von an die Speiseröhre angrenzenden Körperorganen mit oder ohne Verbindung mit einer echokardiographischen Untersuchung des Herzens bewirkt sowie die Untersuchung und Behandlung verbessert, vereinfacht und patientenfreundlicher durchgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß ist an der Ösophaguselektrodensonde (1) oder auf einem Überzug (2) für diese zusätzlich mindestens eine Elektrode (4, 5, 6, 7) zur gerichteten Elektrostimulation, Elektrographie und Bioimpedanzmessung der an die Speiseröhre angrenzenden Körperorgane vorgesehen.
Die vorgeschlagene Ösophaguselektrodensonde ist für eine Vielzahl von Untersuchungs- und Behandlungszwecken über die Stimulierung des Herzens hinaus anwendbar.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine spezielle Ösophaguselektrodensonde zur Einführung in die Speiseröhre von Patienten, welche über die elektrische Stimulierung des Herzens hinaus auch für weitere Untersuchungs- und Behandlungszwecke vorgesehen ist.

Ösophaguselektrodensonde zur transösophagealen elektrophysiologischen Untersuchung des Herzens durch Elektrostimulation und Elektrographie des Vorhofes und des Ventrikels sind an sich bekannt (beispielsweise D.J. McEneaney: An Esothoracic Electrode for Electrophysiological Studies. Journal of Electrocardiology Vol. 35 Supplement 2002, 151-157; WO 81/03428; US 4,574,807; US 5,056,531; US 5,967,977; US 6,006,138; H.R. Andersen, et al.: Trans-Esophageal Pacing, PACE, 6, 1983, 674-679; US 5,431,696; DD 247 608 A1; US 4,304,239; US 5,191,885; US 5,571,150; WO 00/10475; US 5,370,679; US 5,431,696).

Über zusätzliche Verwendungen einer derartigen Ösophaguselektrodensonde für andere Untersuchungs- und Behandlungszwecke ist nichts bekannt geworden.

Darüber hinaus sind Sonden etc. bekannt zur transösophagealen Elektrostimulation des Herzens in Kombination mit der transösophagealen Echokardiographie (beispielsweise US 5,178,149; US 5,199,433; H. Lambertz, A. Kreis, H. Trumper, P. Hanrath: Simultaneous Transesophageal Atrial Pacing and Transesophageal two-dimensional Echocardiography: A New Method of Stress Echocardiography, J Am Coll Cardiol 16, 1990, 1143-1153), zur transösophagealen Impedanzkardiographie (z. B. US 4,836,214), zur transösophagealen Kardioversion bei Vorhofflimmern (beispielsweise US 5,626,618; DE 3 905 436 A1; US 5,417,713; F. Zheng, X Qi, H. Liu, N. Kang: Transesophageal cardioversion of atrial flutter and atrial fibrillation using an electric balloon electrode system. Chin Med J 2003, 116(9), 1325-1328; zur Spinal Cord (SC) Stimulation bei therapierefraktärer Angina pectoris (z. B. S. Eckert: Neurostimulation bei therapierefraktärer Angina: das letzte Alternativverfahren?, Z. Kardiol 92: Suppl. 2, 2003, 5-6; R. Schimpf, C. Wolpert, S. Herwig, C. Schneider, B. Esmailzadeh, B. Lüderitz: Potential device interaction of a dual chamber implantable cardioverter defibrillator in a patient with continuous spinal cord stimulation, Europace 5, 2003, 397-402) sowie zur Cardiac Contractility Modulation (CCM) Stimulation bei schwerer Herzinsuffizienz (z. B. C. Pappone, S. Rosanio, D. Burkhoff Y. Mika, G. Vicedomini, G. Augello, I. Shemer, D. Prutchi, W. Haddad, R. Aviv, Y. Snir, I. Kronzon, O. Alfieri, S.A. Ben-Haim: Cardiac contractility modulation by electric currents applied during the refractory period in patients with heart failure secondary to ischemic or idiopathic dilated cardiomyopathy, Am J Cardiol. 2002 Dec 15; 90(12), 1307-13; C. Pappone, V. Santinelli: Heart failure. The pacing therapy. Minerva Cardioangiol. 2003 Apr; 51(2),179-84; H. Morita, G. Suzuki, W. Haddad, Y. Mika, E.J. Tanhehco, V.G. Sharov, S. Goldstein, S. Ben-Haim, H.N. Sabbah: Cardiac contractility modulation with nonexcitatory electric signals improves left ventricular function in dogs with chronic heart failure, J Card Fail. 2003 Feb, 9 (1), 69-75).

Alle bekannten Ösophaguselektrodensonden mit Elektroden auf der Oberfläche von transösophagealen Echokardiographiesonden zur transösophagealen Stressechokardiographie mittels transösophagealer Vorhofstimulation und zur transösophagealen Kardioversion von Vorhofflimmern sind ringförmige Elektroden, bei denen das elektrische Feld nicht nur das Herz, sondern auch andere Organe und Körpergegenden erreicht. Es kommt neben der elektrischen Herzstimulation auch zur Stimulation anderer sensibler Strukturen, wie beispielsweise zur ungewollten Rückenmarkstimulation. Eine Rückenmarkstimulation ist aber nur für ganz bestimmte Fragestellungen erforderlich, wie beispielsweise bei der Evaluierung von Responder/Nonresponder für die Neuromodulation, jedoch dann ohne Stimulation des Herzens. Alle bekannten Ösophaguselektrodensonden mit oder ohne Echokardiographiesonden sind deshalb nicht oder wenig für die Anwendung bei speziellen Stimulations- und Elektrographieverfahren, wie beispielsweise der transösophagealen CCM-Stimulation (Cardiac Contractility Modulation), der transösophagealen Rückenmarkstimulation und der transösophagealen hochaufgelösten Elektro- und Impedanzkardiographie geeignet, so dass für diese Aufgaben andere Sonden zur Anwendung kommen. Mit der Einführung mehrerer unterschiedlicher Sonden in die Speiseröhre des Patienten für die jeweiligen Untersuchungs- und Behandlungszwecke sind aber sowohl ein entsprechender Behandlungsaufwand als auch diesen begleitende Unannehmlichkeiten für den Patienten verbunden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine universell verwendbare Sonde zur schaffen, mit welcher spezielle Elektrostimulationen, hochaufgelöste Elektrokardiographie und Impedanzkardiographie sowie Kardioversion von an die Speiseröhre angrenzenden Körperorganen mit oder ohne Verbindung mit einer echokardiographischen Untersuchung des Herzens bewirkt sowie die Untersuchung und Behandlung verbessert, vereinfacht und patientenfreundlicher durchgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird eine universell verwendbare Ösophaguselektrodensonde mit oder ohne Echokardiographiesonde zur Einführung in die Speiseröhre vorgeschlagen, welche mindestens eine Elektrode zur gerichteten Elektrostimulation, Elektrographie und Bioimpedanzmessung der an die Speiseröhre angrenzenden Körperorgane aufweist. Diese mindestens eine Elektrode, welche mit einem oder mehreren Steuer- und Auswertegeräten zur Elektrostimulation/Defibrillation/Elektrokardiographie/Impedanzkardiographie in Verbindung steht oder mit einem solchen verbunden werden kann, ist entweder unmittelbar an der an sich bekannten Ösophagussonde angebracht, oder sie befindet sich auf einem Überzug, welcher auf den Sondenkörper aufschiebbar ist oder an diesem (beispielsweise als Ballon) befestigt wird.

Mit dieser Sonde können nicht nur die bekannten elektrophysiologischen Untersuchungen durchgeführt werden (z. B. transösophageale Vorhofstimulation zur Evaluierung von Tachykardien und zur Bestimmung von Refraktärzeiten des Herzens, transösophageale Stressechokardiographie mit transösophagealer Vorhofstimulation). Vielmehr können mit der einmal in die Speiseröhre des Patienten eingeführten Sonde und bei Kombination mit der transösophagealen Echokardiographiesonde simultan zu den echokardiographischen Untersuchungen über die mindestens eine zusätzliche Elektrode Maßnahmen zur transösophagealen kardialen Elektrostimulation mit und ohne transösophageale Echokardiographie, Elektro- und Impedanzkardiographie und Kardioversion im Rahmen der Diagnostik und Therapie von Herzrhythmusstörungen und zur transösophagealen Spinal Cord (SC) Stimulation für die Evaluierung von Resondern/Nonrespondern zur Behandlung therapieresistenter Angina pectoris mittels Neuromudulation sowie zur Evaluierung von Respondern/Nonrespondern zur Behandlung der schweren Herzinsuffizienz mittels Cardiac Contractility Modulation (CCM) Stimulation durchgeführt werden. Damit muss die erfindungsgemäße Sonde für andere als echokardiographische Zwecke nicht erst aus der Speiseröhre der Untersuchungsperson entfernt werden und für die besagten Behandlungen zur elektrischen Stimulation, Elektrokardiographie bzw. Kardioversion andere Handhabungselemente und Instrumente am oder im Körper des Patienten installiert werden, sondern die besagten Maßnahmen zur Untersuchung und Behandlung können mit ein und derselben eingeführten Sonde, wie vorgenannt, simultan durchgeführt werden. Daraus ergeben sich zusätzliche Vorteile, dass die Behandlungswirkung zur elektrischen Stimulation, Elektrographie bzw. Kardioversion unmittelbar durch die echokardiographische Funktion der Sonde kontrolliert und beeinflusst werden kann. Es ist auch denkbar, dass eine oder mehrere Elektroden auf der herzabgewandten Seite der transösophagealen Echokardiographiesonde oder der Ösophaguselektrodensonde zur transösophagealen Rückenmarkstimulation für die Evaluierung von Responder/Nonresponder für die Neuromodulation mittels SC-Stimulation (Spinal Cord) verwendet werden können. Weiterhin ist auch denkbar, dass eine oder mehrere Elektroden auf der herznahen Seite der transösophagealen Echokardiographiesonde oder Ösophaguselektrodensonde zur transösophagealen CCM-Stimulation (Cardiac Contravtility Modulation) sowie für die Kombination von SC-Stimulation und CCM-Stimulation verwendet werden. Es ist weiterhin denkbar, das hochaufgelöste atriale und ventrikuläre Elektrogramme bipolar zwischen den herznahen und herzabgewandten Elektroden zur EKG-Mapping-Untersuchung des linken Herzens für Fragestellungen bei atrialen und ventrikulären Leitungsstörungen, wie beispielsweise die Bestimmung des inter- und intraatrialen Delays, des inter- und intraventrikulären Delays und des linkskardialen AV-Delays, auch in Kombination mit der transösophagealen lokalen Stimulation und/oder Impedanzkardiographie verwendet werden. Es ist auch denkbar, dass mehrere Elektroden durch elektrischen Kurzschluss mittels Adapter oder Schaltvorrichtung zu einer Elektrode für die unipolare Kardioversion oder zu zwei Elektroden für die bipolare Kardioversion zusammengeschlossen werden, wobei die einzelnen Elektroden aus leitfähigem Material, wie beispielsweise Metall oder leitfähigem Kunststoff/Gummi, bestehen. Bisher waren derartige kombinierte Untersuchungen nicht möglich.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Es zeigen:

1: 4-polige Ösophaguselektrodensonde mit je zwei erfindungsgemäßen Elektroden auf der herznahen und auf der herzabgewandten Seite der Ösophaguselektrodensonde zur Kombination von transösophagealer kardialer und nichtkardialer Elektrostimulation und/oder Elektrographie bzw. Impedanzkardiographie.

2: 4-polige Ösophaguselektrodensonde mit erfindungsgemäßen Elektroden auf der herznahen Seite der Ösophaguselektrodensonde, welche auf einem aufschiebbaren Überzug zur transösophagealen VDD/DDD-Stimulation angebracht sind, wobei eine bipolare Kammerelektrode zur transösophagealen Kammerstimulation und eine bipolare Vorhofelektrode zur transösophagealen Vorhofstimulation oder Vorhofwahrnehmung vorgesehen ist.

Durch elektrischen Kurzschluss zwischen den vier Elektroden mittels Adapter oder Schalteinrichtung kann darüber hinaus eine unipolare Kardioversion von Vorhofflattern oder Vorhofflimmern mit einer transthorakalen oder intrakardialen Gegenelektrode realisiert werden. Durch elektrischen Kurzschluss von je zwei distalen und zwei proximalen Elektroden ist eine transösophageale bipolare Kardioversion möglich.

Die Ösophaguselektrodensonde gemäß 1 besteht aus einem zylinderförmigen, flexiblen und rotationsstabilen Sondenkörper 1, an dessen aboralem Ende ein länglicher und leicht verformbarer Ballon 2 in einer Halterung 3 des Sondenkörpers 1 befestigt ist. Beim Einführen der Ösophaguselektrodensonde in die Speiseröhre des Patienten legt sich der aufblasbare Ballon 2 eng an die Speiseröhre an. In der Wandung des Ballons 2 befinden sich vier Elektroden 4, 5, 6, 7, von denen die Elektroden 4, 5 auf der herznahen Seite der Ösophaguselektrodensonde und die Elektroden 6, 7 auf der herzabgewandten Seite angeordnet sind. Mit dem Anschmiegen des Ballons 2 an die Speiseröhre des Patienten stehen auch die Elektroden 4, 5, 6, 7 im niederohmigen Kontakt zur Speiseröhre sowie zu an die Speiseröhre angrenzenden Körperorganen. Jede dieser Elektroden 4, 5, 6, 7 ist knopfartig in die Wandung des Ballons 2 eingebracht und besteht aus einer elektrisch leitfähigen gewölbten Elektrodenoberfläche 8, welche unerwünschte hohe Stromdichten an der Elektrodenoberfläche bei der Elektrostimulation verhindert und welche mit einer Kreisfläche auf der Außenseite des Ballons 2 aufliegt und von deren Mitte ein Steg 9 durch die Wandung des Ballons 2 hindurch zu einer an der Innenseite des Ballons 2 anliegenden und zur Elektrodenbefestigung dienenden Gegenfläche 10 verläuft. An den Elektroden 4, 5, 6, 7 ist jeweils ein durch Strichlinien angedeuteter Draht 11 anschlusskontaktiert, welcher jeweils über eine Durchführung 12 ins Innere des Sondenkörpers 1 und von dort nach außen zu einem oder mehreren externen und in 1 nicht dargestellten Steuer- und Auswertegeräten (vgl. Stimulator/Defibrillator 13 und/oder EKG/IKG-Verstärker r in 2) geleitet wird.

Die Elektroden 4, 5, 6, 7 sind an ihren Durchführungsstellen durch die Wandung des Ballons 2 vorzugsweise durch nicht explizit in der Zeichnung dargestellte Verklebungen abgedichtet. Mit den erfindungsgemäßen und einzeln steuerbaren Elektroden 4, 5, 6, 7 an der herznahen und herzabgewandten Seite ist die Ösophaguselektrodensonde zur beliebig anwendbaren transösophagealen kardialen und nichtkardialen Elektrostimulation und/oder Elektrographie bzw. Impedanzkardiographie geeignet.

Die universell verwendbare 4-polige Ösophaguselektrodensonde gemäß 2 besteht aus einer an sich bekannten Echokardiographiesonde 15, auf die ein elastischer Schlauch 16 gezogen ist. In diesen Schlauch 16 als Überzug sind vier Elektroden 17, 18, 19, 20 auf der herznahen Seite der Ösophaguselektrodensonde eingebracht.

Die Elektroden 17, 18, 19, 20 sind äquivalent zu den in 1 näher beschriebenen Elektroden 4, 5, 6, 7 aufgebaut und werden auch in vergleichbarer Weise befestigt und anschlusskontaktiert, wobei allerdings in 2 von jeder Elektrode 17, 18, 19, 20 jeweils ein Draht 21 im Zwischenraum zwischen der Echokardiographiesonde 15 und dem Schlauch 16 nach außen zu einem gemeinsamen Stecker 22 geführt wird. An diesen Stecker 22 können die bereits genannten Steuer- und Auswertegeräte, beispielsweise Stimulator/Defibrillator 13 und/oder EKG/IKG-Verstärker 14, angeschlossen werden.

Die Ösophaguselektrodensonde weist zumindest eine Markierung 23 auf, mittels welcher eine kontrollierte Platzierung bzw. Lagejustierung in Vorhof- und/oder Kammernähe für spezielle Stimulationsverfahren ermöglicht wird. Im Bedarfsfall kann über eine Öffnung 24 Luft zu- und abgeführt werden.

Die Elektroden 17, 18 können insbesondere gemeinsam als bipolare Vorhofelektrode zur transösophagealen Vorhofstimulation oder Vorhofwahrnehmung betrieben werden. In ähnlicher Weise kann eine Schaltung der Elektroden 19, 20 als bipolare Kammerelektrode zur transösophagealen Kammerstimulation oder Kammerwahrnehmung erfolgen. Mit der bipolaren Vorhofelektrode (Elektroden 17, 18), der bipolaren Kammerelektrode (Elektroden 19, 20) und dem Stimulator/Defibrillator 13 wird eine DDD-Stimulation ermöglicht.

Außerdem kann bei Zusammenschaltung aller vier Elektroden 17, 18, 19, 20 eine unipolare Kardioversion von Vorhofflattern oder Vorhofflimmern mit einer transthorakalen oder intrakardialen Gegenelektrode realisiert werden. Durch Parallelbetrieb von je zwei distalen und zwei proximalen Elektroden ist eine transösophageale bipolare Kardioversion möglich. Bei Kontaktierung aller vier Elektroden 17, 18, 19, 20 mit einem Impedanzkardiographiegerät und der Einspeisung eines Hilfsstromes über Elektroden 17, 20 sowie der Spannungsmessung über Elektroden 18, 19 kann das lokale transösophageale Impedanzkardiogramm des linken Herzens abgeleitet werden.

1Sondenkörper 2Ballon 3Halterung 4, 5, 6, 7Elektrode 8Elektrodenoberfläche 9Steg 10Gegenfläche 11Draht 12Durchführung 13Stimulator/Defibrillator 14EKG/IKG-Verstärker 15Echokardiographiesonde 16Schlauch 17, 18, 19, 20Elektrode 21Draht 22Stecker 23Markierung 24Öffnung

Anspruch[de]
  1. Universell verwendbare Ösophaguselektrodensonde mit oder ohne transösophageale Echokardiographiesonde zur Einführung in die Speiseröhre, dadurch gekennzeichnet, dass diese zusätzlich mindestens eine Elektrode (4, 5, 6, 7, 17, 18, 19, 20) zur gerichteten Elektrostimulation, Elektrographie und Bioimpedanzmessung der an die Speiseröhre angrenzenden Körperorgane aufweist.
  2. Universell verwendbare Ösophaguselektrodensonde gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode (4, 5, 6, 7, 17, 18, 19, 20) eine gewölbte Elektrodenfläche (8) besitzt.
  3. Universell verwendbare Ösophaguselektrodensonde gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode (4, 5, 6, 7, 17, 18, 19, 20) niederohmig anschlusskontaktiert ist (11, 21) sowie mit einem oder mehreren Steuer- und Auswertegeräten (13, 14) zur Elektrostimulation/Defibrillation/Elektrokardiographie/Impedanzkardiographie in Verbindung steht oder mit diesen verbunden werden kann.
  4. Universell verwendbare Ösophaguselektrodensonde gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode (4, 5, 6, 7, 17, 18, 19, 20) unmittelbar an der Ösophaguselektrodensonde angebracht ist.
  5. Universell verwendbare Ösophaguselektrodensonde gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode (4, 5, 6, 7, 17, 18, 19, 20) auf einem Überzug (2, 16), beispielsweise für eine Echokardiographiesonde (15), angebracht ist.
  6. Universell verwendbare Ösophaguselektrodensonde gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug (16) aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Silikon oder Naturkautschuklatex, besteht.
  7. Universell verwendbare Ösophaguselektrodensonde gemäß Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug (16) als aufblasbarer und damit eng an der Innenwand der Speiseröhre anliegender Ballon (2) ausgeführt ist.
  8. Universell verwendbare Ösophaguselektrodensonde gemäß Ansprüchen 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode (4, 5, 6, 7, 17, 18, 19, 20) an der Außenseite des Überzugs (2, 16) eine gewölbte, beispielsweise halbkugelförmige, Elektrodenfläche (8) und an der Innenseite des Überzugs (2, 16) eine Gegenfläche (10) zur Halterung und elektrischen Anschlusskontaktierung aufweist und dass die Elektrodenfläche (8) sowie die Gegenfläche (10) über einen durch die Wandung des Überzugs (2, 16) hindurchragenden elektrisch leitenden Steg (9) mit einem gegenüber der Elektrodenfläche (8) und der Gegenfläche (10) kleinerem Querschnitt in Verbindung stehen.
  9. Universell verwendbare Ösophaguselektrodensonde gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (4, 5, 6, 7, 17, 18, 19, 20) im Bereich des Stegs (9) zum Zweck der Halterung und Abdichtung mit dem Überzug (2, 16) zusätzlich verklebt sind.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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