DE4434741A1 - Hirnzuleitung-Verankerungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verankerungssystem, speziell ein solches zum Verankern einer Hirnstimulation-Zuleitung in einem Schädelbohrloch.

Elektrische Hirnstimulation wird zunehmend für verschiedene Zwecke wie das Lindern chronischer Schmerzen und die Behand­ lung von Bewegungsstörungen verwendet. Ein typisches elek­ trisches Hirnstimulationssystem weist einen Impulsgenerator auf, der funktionsmäßig über eine Zuleitung mit dem Gehirn verbunden ist. Die Zuleitung weist an ihrem distalen Ende eine Elektrode, die zur Implantation in das Gehirn eines Pa­ tienten vorgesehen ist, und an ihrem proximalen Ende eine Verbinderanordnung auf, die für den Anschluß an den Impuls­ generator vorgesehen ist. So wird ein elektrisches Signal vom Impulsgenerator über die Zuleitung zur Elektrode und da­ mit dem gewünschten Ort im Gehirn des Patienten übertragen. Der Zugriff auf die gewünschte Position im Gehirn erfolgt allgemein durch Einbohren eines Lochs in die Hirnschale oder die Schädeldecke eines Patienten.

Typischerweise wird ein Schädelbohrer dazu verwendet, um Zu­ griff durch die Hirnschale zu erreichen. Gelegentlich kann ein Durchbohren der Hirnschale eine Blutung in der Nähe des Lochs hervorrufen. In einer solchen Situation ist es eine übliche Technik, das Loch mit größerem Durchmesser nachzu­ bohren, um dadurch das blutende Gefäß freizulegen. Wenn es einmal freigelegt ist, kann der Chirurg es behandeln.

Wenn ein zufriedenstellendes Bohrloch durch die Hirnschale erreicht wurde, wird der gewünschte Stimulationsort lokali­ siert. Danach wird die Stimulationszuleitung verlegt, wobei mindestens eine Elektrode am gewünschten Stimulationsort po­ sitioniert wird.

Typischerweise erfolgt das Lokalisieren des Stimulationsorts und das Positionieren der Zuleitungselektrode unter Verwen­ dung eines stereotaktischen Instruments, wie einem solchen, wie es im US-Patent 4,350,159 für Gouda offenbart ist. Die Verwendung eines solchen Instruments erlaubt eine sehr genaue Verstellung innerhalb des Gehirns, was zum Verhindern unbeabsichtigter Verletzungen entscheidend ist. Wenn die Zuleitung einmal positioniert und getestet ist, um festzu­ stellen, ob die Stimulationsergebnisse zufriedenstellend sind, ist es entscheidend, daß sie bei zufriedenstellenden Ergebnissen nicht mehr verstellt wird. Auch nur ein Millime­ ter Elektrodenbewegung kann zu unzufriedenstellenden Ergeb­ nissen oder sogar zu einer Verletzung des Gehirns führen. Wie es erkennbar ist, könnte auf den außerhalb des Schädels liegenden Teil der Zuleitung wirkender Zug leicht eine Verstellung des innerhalb des Gehirns liegenden Teils her­ vorrufen. So ist zuverlässiges Verankern der Zuleitung innerhalb des Bohrlochs erforderlich.

Frühere Konstruktionen von Bohrloch-Zuleitungsverankerungen erforderten ein ein Abtrennen der Zuleitung vom stereotakti­ schen Instrument, bevor die Verankerung positioniert werden konnte. Z. B. besteht ein Bohrloch-Zuleitungsverankerungssy­ stem, wie es im US-Patent 4,328,813 für Ray offenbart ist, aus einer ringförmigen Fassung und einer Kappe zum Verankern einer Zuleitung innerhalb eines Bohrlochs. Genauer gesagt, wurde die Kappe innerhalb der ringförmigen Fassung so ange­ bracht, daß die Zuleitung durch Reibklemmung zwischen der Fassung und der Kappe festgehalten wurde. Dieses System weist jedoch verschiedene Nachteile auf. Zunächst wird die Zuleitung außerhalb der Mitte des Bohrlochs befestigt und kann daher während ihrer Anbringung nicht vom stereotakti­ schen Instrument gehalten werden. Da die Zuleitung während der Anbringung der Verankerung nicht gehalten wird, ist sie für eine Verschiebung sehr anfällig. Darüber hinaus hat sich herausgestellt, daß die Konstruktion der Kappe und der Fas­ sung tatsächlich eine Verschiebung hervorrufen, wobei insbe­ sondere die Lippe der Kappe versucht, an der Zuleitung zu ziehen oder diese zu verschieben, wenn sie an der Fassung angreift. Bei dieser Konstruktion besteht darüber hinaus nicht die Möglichkeit eines Einsetzens in verschieden große Bohrlöcher. Wie vorstehend angegeben, kann dies ein ernst­ hafter Nachteil sein, da es eine übliche Technik zum Kon­ trollieren einer Blutung innerhalb des Schädels, die durch das Bohren des Bohrlochs hervorgerufen wurde, ist, das Loch mit einem größeren Durchmesser nachzubohren und das zerris­ sene Gefäß freizulegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und zuverlässiges System zum Verankern einer Zuleitung innerhalb eines Schädelbohrlochs zu schaffen.

Das erfindungsgemäße Verankerungssystem sorgt dafür, daß ei­ ne Zuleitung in Bohrlöchern zweier verschiedener Größen ver­ ankert werden kann. Ferner sorgt es dafür, daß die Zuleitung während der Anbringung des Zuleitung-Verankerungssystems an einem stereotaktischen Instrument befestigt bleibt. Das Zu­ leitung-Verankerungssystem besteht aus drei Teilen: einem Stopfen mit einem mittleren Zuleitungskanal; einer Kappe, die so ausgebildet ist, daß sie über den Stopfen paßt, wäh­ rend die Zuleitung vom stereotaktischen Instrument gehalten wird, um dadurch das Bohrloch abzudichten und die Leitung zu verankern; und einer Fassung, die so konzipiert ist, daß sie es erlaubt, daß der Stopfen in ein Bohrloch größeren Durch­ messers eingesetzt werden kann. Bei einer bevorzugten Aus­ führungsform besteht jedes der Teile, d. h. der Stopfen, die Fassung und die Kappe aus Silikon. Das erfindungsgemäße Ver­ ankerungssystem kann mit einer Stimulationszuleitung, einer Meßzuleitung, einer Kombination hieraus oder jedem anderen langgestreckten Teil verwendet werden, das eine Hindurchfüh­ rung durch und eine Befestigung an der Schädeldecke erfor­ dert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Zu­ leitung-Verankerungssystem, das in einem Bohrloch mit einem ersten, relativ kleineren Durchmesser angeordnet ist.

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Zu­ leitung-Verankerungssystem, das in einem Bohrloch mit einem zweiten, relativ größeren Durchmesser angeordnet ist.

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch die beim erfindungsgemäßen Verankerungssystem verwendete Fassung.

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch den beim erfindungsgemäßen Verankerungssystem verwendeten Stopfen.

Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die beim erfindungsgemäßen Verankerungssystem verwendete Kappe.

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die beim erfindungsgemäßen Verankerungssystem verwendete Kappe.

Die Erfindung schafft ein einfaches und zuverlässiges System zum Verankern einer Zuleitung innerhalb eines Schädeldecke- Bohrlochs. Für-die Zwecke dieser Beschreibung und der An­ sprüche wird der Begriff "Zuleitung" in seinem weitesten Sinn verwendet und umfaßt eine Stimulationszuleitung, eine Meßzuleitung, eine Kombination hieraus oder ein beliebiges anderes langgestrecktes Teil, wie einen Katheter, der bei der Verwendung durch ein Schädeldecke-Bohrloch hindurchge­ führt werden kann.

Die Erfindung schafft ein Zuleitung-Verankerungssystem zum Verankern einer Zuleitung, die einen Impulsgenerator funk­ tionsmäßig mit einem Gehirn verbindet, innerhalb eines Lochs durch eine Schädeldecke oder durch eine Hirnschale hindurch. Was den Aufbau der Zuleitung, das Bohren des Lochs und die Positionierung mittels eines stereotaktischen Instruments betrifft, gilt dasselbe wie bei den Ausführungen zum Stand der Technik beschrieben.

Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Zu­ leitung-Verankerungssystem 1 in einem Bohrloch 2. Wie er­ kennbar, weist das Verankerungssystem einen Stopfen 3 und eine Kappe 4 auf. Wie aus Fig. 2 erkennbar, ist auch eine Fassung 5 vorhanden, die zusammen mit dem Stopfen 3 und der Kappe 4 verwendet werden kann, um eine Zuleitung 8 in einem Bohrloch 11 mit vergrößertem Durchmesser zu verankern.

Wie aus Fig. 4 erkennbar, verfügt der Stopfen 3 über einen zentral liegenden Zuleitungskanal 13. Eine Rippe 12 am Stop­ fen 3 ist so ausgebildet, daß sie an der Innenseite des Bohrlochs 2 angreift und die Befestigung des Stopfens inner­ halb des Bohrlochs 2 unterstützt. Eine Reihe von Flanschen 14, 15 ist an der Oberseite des Stopfens 3 vorhanden. Die Flansche 14, 15 legen eine Nut 16 fest, die dazu verwendet wird, Nahtmaterial 17 festzuhalten. Das Nahtmaterial 17 wird um die Nut 16 herumgelegt, um die Zuleitung 8 im Zuleitungs­ kanal 13 des Stopfens 3 zu befestigen. Bei einem alternati­ ven Ausführungsbeispiel kann der Außenflansch 14 auch eine Oberfläche schaffen, in die eine Befestigungseinrichtung wie eine Klammer oder Nahtmaterial (nicht dargestellt) einge­ führt werden kann, um für eine weitere Befestigung des Stop­ fens in der Schädeldecke zu sorgen. Der äußerte Flansch 14 trägt außerdem durch seinen Eingriff mit seiner Außenseite 22 an der Kappe 4 dazu bei, die Kappe 4 am Stopfen 3 zu fi­ xieren. Der Zuleitungskanal 3 im Stopfen 3 ist so bemessen, daß er eine durch diesen hindurchgeführte Zuleitung (nicht dargestellt) festhält.

Wie erkennbar, liegt der Zuleitungskanal 13 des Stopfens 3 koaxial zu einer Zuleitungsöffnung 23 in der Kappe 4. Die Kappe 4 verfügt ferner über eine gegenüber dem Zentrum ver­ setzte Öffnung 24 und einen Schlitz 25, wie am besten aus Fig. 6 erkennbar. Diese Konfiguration sorgt dafür, daß die Zuleitung dann, wenn der Stopfen 3 und die Kappe 4 einmal angebracht sind, vom Positionierinstrument (nicht darge­ stellt) abgenommen und umgebogen werden kann. Auf solche Weise wird die Zuleitung 8 fest an der Kappe 4 und dem Stop­ fen 3 und damit innerhalb des Bohrlochs 2 verankert.

Wie aus Fig. 2 erkennbar, kann, wenn ein Bohrloch 11 mit größerem Durchmesser erforderlich ist, wie im Fall eines blutenden Gefäßes, wie oben erörtert, die Fassung 5 als Adapter verwendet werden, damit der Stopfen 3 an der Schä­ deldecke 21 verankert werden kann. Die Fassung 5 verfügt über eine Schulter 30, die am besten in Fig. 3 erkennbar ist, die so angeordnet ist, daß sie an der Innenwand des Bohrlochs 11 mit größerem Durchmesser angreift und dadurch die Fassung 5 darin fixiert. Die Fassung 5 kann mit ver­ schiedenen Durchmessern bemessen sein. Der Stopfen 3 ist da­ gegen mit einem festgelegten Durchmesser bemessen. So kann eine geeignet bemessene Fassung 5 ausgewählt und mit dem Stopfen 3 verwendet werden, um es dadurch zu erlauben, daß die Zuleitung 8 in Bohrlöchern mit beliebiger Abmessung ver­ ankert werden kann.

Die Fassung 5 weist ferner einen Stopfenhohlraum 31 und eine Aussparung 32 auf. Die Aussparung 32 wirkt mit der Rippe 12 am Stopfen 3 zusammen, um den Stopfen 3 innerhalb der Fas­ sung 5 und damit innerhalb der Schädeldecke 21 zu fixieren. Die Zuleitung 8 ist auf ähnliche Weise wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel verankert.

Jedes geeignete, elastische, bioverträgliche Material kann für den Stopfen 3, die Kappe 4 und die Fassung 5 verwendet werden. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht jede Komponente des offenbarten Verankerungssystems aus Silikon.

Das Anbringen des erfindungsgemäßen Verankerungssystems er­ folgt wie folgt. Wenn einmal ein geeignetes Bohrloch 2 durch die Schädeldecke 21 hindurch geschaffen ist, werden eine Kappe 4, ein Stopfen 3 und, falls erforderlich, um Anpassung an ein Bohrloch 11 mit vergrößertem Durchmesser zu erzielen, die Fassung 5 entlang einer Zuleitung 8 positioniert. Danach wird die Zuleitung 8 innerhalb des Gehirns positioniert, was vorzugsweise unter Verwendung eines nichtdargestellten ste­ reotaktischen Instruments erfolgt. Nachdem die Positionie­ rung erfolgt ist, wird der Stopfen 3, oder wenn eine Fassung erforderlich ist, die Fassung 5, entlang der Zuleitung 8 verschoben und im Bohrloch positioniert. Wenn die Fassung 5 einen Stopfen 3 in einem Bohrloch 11 mit vergrößertem Durch­ messer aufnehmen muß, wird der Stopfen 3 anschließend ent­ lang der Zuleitung verschoben und innerhalb des Hohlraums 31 für den Stopfen angebracht. Wenn keine Fassung 5 erforder­ lich ist, wird als nächstes der Stopfen 3 entlang der Zulei­ tung 8 verschoben und innerhalb des Bohrlochs 2 positio­ niert. Nachdem die Zuleitung 8 positioniert ist, wird sie am Stopfen 3 befestigt, speziell innerhalb des diesen durchset­ zenden Zuleitungskanals 13, was durch um die Nut 16 gelegtes Nahtmaterial 17 erfolgt. Danach wird die Kappe 4 durch Ein­ griff mit dem Außenflansch 14 dicht passend auf die Obersei­ te des Stopfens 3 aufgesetzt, nachdem medizinischer Kleber 26 aufgetragen wurde.

Alternativ kann das Anbringen des erfindungsgemäßen Veranke­ rungssystems wie folgt vorgenommen werden. Wenn einmal ein geeignetes Bohrloch 2 durch die Schädeldecke 21 hergestellt wurde, werden eine Kappe 4, ein Stopfen 3 und, falls erfor­ derlich, um Anpassung an ein Bohrloch 11 mit vergrößertem Durchmesser zu erzielen, eine Fassung 5 innerhalb des Bohr­ lochs positioniert. Danach wird eine Zuleitung 8, vorzugs­ weise unter Verwendung eines nichtdargestellten stereotakti­ schen Instruments, in geeigneter Weise durch das Veranke­ rungssystem und das Bohrloch hindurch im Gehirn positio­ niert. Wenn die Verankerung 8 einmal positioniert ist, wird sie am Stopfen 3 fixiert, speziell innerhalb des diesen durchsetzenden Zuleitungskanals 13, was durch um die Nut 16 gelegtes Nahtmaterial 17 erfolgt. Danach wird die Kappe 4 durch Eingriff mit dem Außenflansch 14 dicht passend auf den Stopfen 3 aufgesetzt, nachdem medizinischer Kleber 26 aufge­ tragen wurde.

Nachdem die Kappe 4 positioniert ist, wie vorstehend erör­ tert, ist die Zuleitung 8 sicher innerhalb des Bohrlochs be­ festigt und kann vom (nicht dargestellten) stereotaktischen Instrument gelöst werden. Da die Zuleitung 8 während der An­ bringung des Verankerungssystems 1 im stereotaktischen In­ strument montiert bleibt, ist es weniger wahrscheinlich, daß Verstellungen auftreten, die zu schlechten Ergebnissen oder sogar Verletzungen führen.

Wenn die Zuleitung 8 einmal gelöst ist, wird sie durch den Schlitz 25 umgelegt und aus der gegenüber der Mitte versetz­ ten Öffnung 24 herausgeführt, wie in Fig. 1 dargestellt. Auf diese Weise wird die Zuleitung 8 sicher innerhalb des Bohr­ lochs verankert.

Obwohl die Erfindung unter spezieller Bezugnahme auf ein be­ vorzugtes Ausführungsbeispiel und alternative Ausführungs­ beispiele desselben im einzelnen beschrieben wurde, ist es ersichtlich, daß Variationen und Modifizierungen innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche vorgenommen wer­ den können. Solche Modifizierungen können Ersatzelemente oder -komponenten beinhalten, die im wesentlichen dieselbe Funktion im wesentlichen auf dieselbe Weise ausführen, um im wesentlichen dasselbe Ergebnis zu erzielen, wie es vorste­ hend beschrieben wurde.

Claims (8)

1. System zum Verankern einer Hirnstimulation-Zuleitung innerhalb entweder eines Schädeldecke-Bohrlochs erster Größe oder eines solchen zweiter Größe, mit:

• - einer Fassung (5), die dem Loch zweiter Größe entspricht und eine Einrichtung für Eingriff mit dem Loch zweiter Größe sowie einen Hohlraum (31) aufweist, der dem Loch erster Grö­ ße entspricht;
• - einer Kappe (4), die so bemessen ist, daß sie über die Fassung paßt und die eine so bemessene Öffnung aufweist, daß eine Zuleitung (8) durch sie hindurchgehen kann; und
• - einem Stopfen (3), der dem Loch erster Größe entspricht und eine Einrichtung zum Angreifen entweder an der Innensei­ te des Hohlraums (31) der Fassung oder des Lochs erster Grö­ ße aufweist, und der über einen durchgehenden Kanal (13) verfügt, der so bemessen ist, daß er die durch ihn hindurch­ geführte Zuleitung festhält.

2. Verankerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung für Eingriff mit dem Loch zweiter Größe eine Rippe (30) aufweist, die an einer Fläche der Fassung (5) vorhanden ist, um an der Wand des Lochs zweiter Größe anzugreifen.

3. Verankerungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rippe (30) in Umfassungsrichtung entlang der genannten Fläche angeordnet ist.

4. Verankerungssystem nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Befe­ stigen des Stopfens (3) innerhalb des Hohlraums (31) der Fassung (5) eine Rippe (12) aufweist, die an einer Fläche des Stopfens angeordnet ist, und eine Aussparung (32) auf einer Fläche der Fassung angeordnet ist, um mit der Rippe zusammenzuwirken.

5. Verankerungssystem nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, bei dem die Einrichtung zum Befestigen des Stopfens (3) innerhalb des Hohlraums (31) der Fassung (5) ferner so aus­ gebildet ist, daß sie den Stopfen innerhalb des Lochs erster Größe befestigt.

6. Verankerungssystem nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß es aus elastischem Material besteht.

7. Verankerungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Material Silikon ist.

8. Hirnstimulationssystem, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Verankerungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche verwendet, wobei die Einrichtung zum Angreifen entweder an der Innenfläche des Hohlraums (31) der Fassung (5) oder des Lochs ersten Durchmessers einen Flansch (14) auf einer Flä­ che des Stopfens (3) aufweist, der einen Ort zum Anbringen mindestens eines Befestigungsmittels (17) durch den Stopfen hindurch in der Schädeldecke bildet.