Implantierbare Herzschrittmacher

Präsentation zum Thema: "Implantierbare Herzschrittmacher"—  Präsentation transkript:

1 Implantierbare Herzschrittmacher
Die Abbildung zeigt den ersten implantierbaren Herzschrittmacher (55 mm im Durchmesser, 16 mm dick), implantiert am 8. Oktober 1958 im Karolinska Hospital in Solna / Schweden, im Vergleich zum kleinsten Herzschrittmacher, dem Microny SR+ 2425T der Firma St. Jude Medical (12,8 g, 5,9 cm3). Die Entwicklung der modernen Schrittmachertherapie wurde durch Fortschritte auf den verschiedensten Gebieten wie - der pathologischen Anatomie, - der Pathophysiologie, - der Chirurgie, - der Elektrotechnik, - der Gesellschaft usw. möglich. Geschichte der Herzschrittmachertherapie

2 Geschichte der Herzschrittmachertherapie… beginnt im 16. Jahrhundert
1580 Geronimo Mercuriale ( ) unterscheidet bereits zwischen kardial und neurologisch bedingten Synkopen. 1717 Marcus Gerbezius ( ) beschreibt die Symptome eines kompletten AV-Blocks. 1761 Giovanni Battista Morgagni ( ) beschreibt exakt das klinische Bild der kreislaufbedingten Synkope. G. Mercuriale formuliert den Begriff der Synkope und weist dabei auf den Zusammenhang zwischen Synkope und langsamem Puls hin. Morgagni postuliert den kausalen Zusammenhang zwischen langsamem Puls und synkopalem Anfall. Quelle: Berndt Lüderitz, „Geschichte der Herzrhythmusstörungen“, Springer Verlag  1993

3 Geschichte der Herzschrittmachertherapie…
1774 Mr. Squires aus Soho führt die erste kardiale Reanimation mittels Elektroschock durch. 1775 Peter Christian Abbildgaard ( ) Stadtphysikus, Anwendung der Elektrizität mittels Stromstoß aus der Leidener Flasche. 1791 Luigi Galvani ( ) leistete einen entscheidenden Beitrag für die Grundlagen der Elektrostimulation des Herzens. Squires stimuliert das Herz eines Mädchens extern durch elektrische Stromstöße. Hinweise darauf finden sich in den „Registers of the Royal Human Society of London“. Luigi Galvani, italienischer Naturforscher, veröffentlicht unter dem Titel „De viribus electricitatis in motu musculari commentarius“ seine experimentellen Entdeckungen elektrischer Phänomene am Froschmuskel und Froschherzen. Quelle: Berndt Lüderitz, „Geschichte der Herzrhythmusstörungen“, Springer Verlag  1993

4 Geschichte der Herzschrittmachertherapie…
1800 X. S. Bichat ( ) und 1802 Nysten berichten von Experimenten an Enthaupteten, bei denen mit Hilfe des elektrischen Stroms das Herz wieder zum Schlagen gebracht wurde. 1827/ Robert Adams ( ) 1846 William Stokes ( ) Adams mutmaßt erstmals, daß nicht das Gehirn, sondern das Herz Ursache einer Bradykardie sei wird dieses Konzept durch W. Stokes aufgrund eigener Erfahrungen gestützt. Aldini ( ), ein Neffe Galvanis, beschreibt 1804 anhand von eigenen Versuchen an Tieren und Leichen die Möglichkeiten, mittels galvanischer Energie kardiale Synkopen auszulösen. Seit 1850 ist durch Hoffa und Ludwig bekannt, daß durch elektrischen Strom Kammerflimmern ausgelöst werden kann. Der Engländer Walshe beschreibt 1882 die Bedeutung der elektrischen Stimulation bei der Behandlung des Herzstillstandes. Steiner gelingt 1871 nach vorausgegangenen Tierversuchen die erste erfolgreiche Elektrostimulation des Herzens mittels einer zur Herzspitze geführten Nadelelektrode (nach Herzstillstand bei einer Patientin während einer Chloroform-Narkose). Quelle: Berndt Lüderitz, „Geschichte der Herzrhythmusstörungen“, Springer Verlag  1993

5 Geschichte der Herzschrittmachertherapie…
Der Ire Robert Adams ist Chirurg und erwarb seinen Doktor der Medizin 1842 an der Universität von Dublin, nachdem er bereits zuvor mehrere akademische Grade erworben hatte. In seinen Veröffentlichungen beschäftigt sich Adams hauptsächlich mit der Anatomie und Physiologie von Gelenk- und Herzerkrankungen. Bei einem 68jährigen Offizier, der an zerebralen Attacken apoplektischer Natur litt und einen langsamen Puls von teilweise 30 min-1 hatte, stellt Adams ein „Fettherz“ fest und mutmaßt erstmals, daß möglicherweise nicht das Gehirn, sondern das Herz Ursache einer Bradykardie sei. William Stokes wurde im Juli 1804 in Dublin, Irland, als Sohn eines Arztes geboren. Er studiert in Edinburgh Medizin und promoviert zum Doktor der Medizin. Mit 38 Jahren wurde er 1842 zum Professor der Medizin an der Universität von Dublin ernannt. In seinen Veröffentlichungen beschäftigt er sich u. a. mit Erkrankungen der Brustorgane, abdominellen Erkrankungen und Krankheiten des Herzens beschreibt er in einer Veröffentlichung pseudo-apoplektische Ohnmachten und Bradykardien bei Patienten. So werden Adams` Beobachtungen durch weitere Fallbeispiele ergänzt, so daß von einem Adam-Stokes-Syndrom gesprochen wurde. Quelle: Berndt Lüderitz, „Geschichte der Herzrhythmusstörungen“, Springer Verlag  1993 Robert Adams und William Stokes

6 Geschichte der Herzschrittmachertherapie…
1872 Duchenne de Boulogne ( ) Beginn der antitachykarden Stimulation. (Boulogne stimuliert die präkordiale Region, insbesondere das Areal über der Herzspitze. Ergebnis: Erniedrigung der Frequenz, regelmäßiger Puls. 1882 Hugo von Ziemssen ( ) stimuliert das Herz einer Patientin sowohl mit Faradayschem als auch Galvanischem Strom und kann zeigen, daß Stromstöße adäquat am Herzen appliziert, die Herzfrequenz verändern. 1874 gelingt dem deutschen Physiologen Schiff ( ) in Florenz die Stimulation eines Hundeherzens am geöffneten Thorax. Quelle: Berndt Lüderitz, „Geschichte der Herzrhythmusstörungen“, Springer Verlag  1993

7 Geschichte der Herzschrittmachertherapie…
Catharina Serafin, 46jährige Tagelöhnerin aus Oberschlesien. Ihr Herz liegt offen im Thorax und ist nur von einer dünnen Hautschicht bedeckt. Grund: Ein entstellender Eingriff wegen eines Ekchondroms der Rippen und Zustand nach Resektion der linken vorderen Thoraxwand. An ihr führt 1882 der Kliniker Hugo von Ziemssen hochinteressante aber nicht ganz ungefährliche klinisch-wissenschaftliche Untersuchungen durch. Quelle: Berndt Lüderitz, „Geschichte der Herzrhythmusstörungen“, Springer Verlag  1993 Catharina Serafin, freiliegendes Herz

8 Geschichte der Herzschrittmachertherapie…
1932 Albert S. Hyman beschreibt die erste erfolgreiche Anwendung eines externen Schrittmachers. Hymans „artificial Pacemaker“ mit Uhrwerkgenerator Der New Yorker Physiologe Hyman entwickelt ein Gerät zur rhythmischen Reizung des Herzens, welches er selbst als „artificial Pacemaker“ bezeichnet. Der Strom wurde von einem mit einem Uhrwerk betriebenen Generator erzeugt. Über eine transthorakal in den rechten Ventrikel gestochene Nadel wird das Herz zunächst bei Tieren und später am Patienten stimuliert. Quelle: Berndt Lüderitz, „Geschichte der Herzrhythmusstörungen“, Springer Verlag  1993

9 Geschichte der Herzschrittmachertherapie…
1952 P. Zoll et al. Erste klinische Anwendungen der Defibrillation führten zu einer experimentellen Phase der Erforschung der therapeutischen Möglichkeiten. Aber erst die Erkenntnisse von Zoll et al., die 1952/1956 über erste Therapieerfolge nach Anbringung von zwei Platten-Elektroden am äußeren Thorax berichten, kommt es zur routinemäßigen klinischen Anwendung. Diese Methode war aber noch sehr schmerzhaft und erlaubte nur eine kurze Anwendung. Das Verfahren wurde deshalb von Rosenbaum und Hansen weiterentwickelt, indem die indifferente Elektrode herznah ans Perikard mittels eines Troikarts plaziert und dadurch die benötigte Reizenergie deutlich vermindert wurde. Quelle: Berndt Lüderitz, „Geschichte der Herzrhythmusstörungen“, Springer Verlag  1993 Paul Zolls Dokumentation der ersten Reanimation durch externe Elektrostimulation

10 Beginn der Herzschrittmachertherapie
Oktober, Implantation des 1. kompletten Herzschrittmachersystems durch Rune Elmquist und Ake Senning im Karolinska Hospital Solna / Schweden bei einem Patienten mit Adams-Stokes-Anfällen. Arne Larsson ist der erste Schrittmacherpatient. Die Erkrankung an einer schweren Gelbsucht hat die Entzündung des Herzmuskels und schwerste Herzrhythmusstörungen zur Folge. Im Herbst 1958 wird sein Zustand so bedrohlich, daß er in der Klinik auf die Rückseite des Krankenberichts sein Testament schrieb. Man gab ihm nur noch wenige Wochen. Auf Drängen seiner Frau Elsa-Marie gelingt es dem Ingenieur Rune Elmquist sowie dem Herzchirurgen Ake Senning noch vor den Amerikanern einen Herzschrittmacher zu entwickeln und zu implantieren. Arne Larsson ist heute 82 Jahre alt und trägt seinen 26. Herzschrittmacher in der Brust. Arne Larsson und sein erster Schrittmacher

11 Beginn der Herzschrittmachertherapie
Dr. Ake Senning Herzchirurg am Karolinska Hospital in Solna ist der erfolgreiche Implanteur Dr. med Rune Elmquist entwickelte bei Siemens-Elema den ersten Herzschrittmacher

12 Der 1. Herzschrittmacher
Erster implantierbarer Herzschrittmacher Der erste Herzschrittmacher war Hand made by Rune Elmquist, in Epoxidharz eingegossen, 55 mm groß, 16 mm dick, stimulierte mit einer Frequenz von 72 min-1, einer Impulsamplitude von 2 V bei 2 ms Impulsbreite und wurde einmal wöchentlich von außen aufgeladen. Der Silizium-Transistor machte diese Entwicklung möglich. Schaltung des ersten implantierbaren Herzschrittmachers

13 Elektrotherapie des Herzens
1958 S. Furman und G. Robinson greifen die Methode der transvenösen intrakardialen Stimulation wieder auf und vervollkommnen sie. Es gelingt Furman erstmals, einen Patienten während der Operation transvenös von extern her zu stimulieren. Ein weiterer Patient kann mit dieser Methode 96 Tage lang stimuliert werden. Seymour Furmans erster Patient mit einem externen, transvenösen Schrittmachersystem

14 Elektrotherapie des Herzens
1960 W. M. Chardack und A. A. Greatbatch implantieren den ersten volltransistorisierten Schrittmacher mit Zink-Quecksilber-Batterien, die nicht von außen aufgeladen werden müssen. Der Schrittmacher wird in die Subkutis der Bauchdecke implantiert und die Sonden werden auf das Herz genäht. Damit wird der Grundstein für die moderne Schrittmachertherapie gelegt. Die Schrittmacherbatterie dient der Energieversorgung der Elektronik und liefert die zur Stimulation notwendige Energie. Eine Schrittmacherbatterie muß daher folgende Forderungen erfüllen: - hohe Zuverlässigkeit, - lange Lebensdauer, - geringe Selbstentladung, - hohe Energiedichte, - Spannungskonstanz und - eindeutige Erschöpfungskriterien ohne abrupten Spannungsabfall. Die Zink-Quecksilber-Batterie (Mallory-Batterie). Die Lebensdauer dieser Batterien war trotz relativ hoher Kapazität pro Zelle und relativ günstiger Energiedichte aufgrund der hohen Selbstentladung nicht optimal. Die geringe Spannung von 1,3 Volt pro Zelle machte die Reihenschaltung vieler Zellen notwendig. Die technologisch bedingte Entwicklung von Wasserstoffgas bei der Batterieentladung führte zu hohen Drücken bis hin zum Platzen der Schrittmacher. Originalschaltung des 10-Zellen Greatbatch- Chardack-Schrittmachers

15 Entwicklungen in der Herzschrittmachertherapie
1961 P. Sundermann-Plassmann. In Deutschland wird die erste komplette Schrittmachereinheit implantiert. 1962 D. Nathan et al. Erste vorhofsynchrone Ventrikelstimulation (VAT Herzschrittmacher). 1963 H. Lagergren et al. Es beginnt die Ära der transvenösen Stimulation mit implantierbaren Herzschrittmachern. Die VAT Stimulation erfolgt noch mit einer Elektrode. Einer weiteren Verbreitung dieser Stimulationsart unter Einbeziehung der Vorhofaktivität stand noch entgegen, daß zu dieser Zeit keine geeigneten Vorhofelektroden zur Verfügung standen. 1968 Max Schaldach entwickelt eine Widerhakenelektrode, die für eine Fixation im Vorhof geeignet scheint. Die Kombination von transvenösem Zugang und subkutan gelegenem Schrittmacher macht die Thorakotomie überflüssig.

16 Betriebsart: VAT Stimulation
Wahrnehmung Stimulation Prinzip der VAT-Stimulation

17 Entwicklungen in der Herzschrittmachertherapie
J. Sykosch et al. Erster Implanteur in Deutschland. Der ventrikuläre Demandherzschrittmacher (VVI) löst die bis dahin vorwiegend eingesetzten vorhofsynchronen Impulsgeber ab. Demand-Schrittmacher der Firma Elema-Schönander

18 Betriebsart: VVI Stimulation
Wahrnehmung Stimulation Prinzip der Demand- (VVI) Stimulation

19 Entwicklungen in der Herzschrittmachertherapie
1963 Erster programmierbarer Schrittmacher „Typ Medtronic 5870“ 1967 „Nuclear-powered pacemaker ready for testing“. Erste Veröffentlichung zur Nutzung der Kernenergie zum Betrieb implantierbarer Schrittmachersysteme. 1969 B. Berkovits et al. führt den sog. bifokalen Schrittmacher ein. „Typ Medtronic 5870“ Bei diesem Schrittmacher konnte die Frequenz über eine mit dem Gerät verbundene und transkutan eingeführte sog. Keith-Nadel verändert werden. Die Schaltung ist aus diskreten Bauteilen aufgebaut, die Energie liefern 5 Zink-Quecksilber-Batterien und das Gewicht beträgt 180 g. Der Schrittmacher ist in Epoxidharz eingegossen und mit Silikonkautschuk umhüllt. Anfang der 70er Jahre werden erste atombetriebene Schrittmacher implantiert. Diese Entwicklung wird aber relativ rasch durch die Entwicklung und klinische Einführung der Lithium-Batterie gestoppt. Auf der Suche nach einer zuverlässigen Langzeit-Stromquelle lag es auch nahe, dafür die Körperenergie zu nutzen. In Betracht kamen dabei die rhythmischen Druckschwankungen der Herz- oder Lungenmuskulatur. Dazu wurde in Tierversuchen ein piezoelektrischer Druckwandler in direkten Kontakt mit dem Muskel gebracht. Es zeigte sich aber, daß die Organe den Wandler an der Berührungsstelle isolieren bzw. die Kontraktionen und Extensionen des Muskels unter dem Wandler sich abschwächen. Der nächste Schritt war, den Schalldruck des Herzens in eine elektrische Spannung umzusetzen. Aber auch hier kam man nicht über den Tierversuch hinaus. Ein weiterer Versuch sah als Implantat die Brennstoffzelle vor, deren Brennstoffbehälter von außen nachgefüllt werden bzw. die körpereigenen Säfte (z. B. Urin) als Brennstoff verwenden sollte. Erfolgreichen Tierversuchen schlossen sich Anfang 1972 am Tal Hashomer Institut erste Implantationen von HSM mit aufladbarer Batterie an.

20 Entwicklungen in der Herzschrittmachertherapie
Bei den Nuklearbatterien wird aus der Zerfallswärme von radioaktivem Werkstoff - meist Plutonium elektrische Energie gewonnen. Wichtig ist bei diesen Batterien der sichere Einschluß des radioaktiven Brennstoffs, um sowohl eine unzulässige Strahlenbelastung als auch eine Gefährdung durch mechanische Einflüsse auszuschließen. Eine typische Nuklearbatterie liefert 540 µW Leistung bei 1,5 V Spannung und ist in einem Behälter von 5 cm Länge und 1 cm Durchmesser untergebracht. Ein DC-DC-Konverter liefert die notwendige Spannung für die Herzschrittmacher-elektronik. Mit diesen Batterien wollte man eine Laufzeit der Herzschrittmacher von 20 Jahren und mehr erreichen. Prinzipien - Thermoelektrisches Prinzip (ein Thermoelement wandelt die Zerfallswärme in elektrische Energie um), - Photovoltaische Zelle (die radioaktive Strahlung wird direkt in elektrische Energie umgewandelt). Batterien - Frankreich Alcatel „Gipsie“-Batterie, - England Harwell-Batterie, - die NBC (Nuclear Battery Corporation) „Atomcell“-Batterie, - SIEMENS Nuclear-Batterie. Firmen - ARCO, BIOTRONIK, CORATOMIC, MEDTRONIC Die Entsorgung dieser Schrittmacher erfolgte durch die Physikalisch-Technische-Bundesanstalt in Braunschweig, der ausschließliche Transport durch die Firma Schenker. Atombetriebener Herzschrittmacher der Firma ARCO

21 Entwicklungen in der Herzschrittmachertherapie
1971 VARIO® Test von Siemens-Elema. Erster nicht-invasiver Reizschwellentest. VARIO-Schrittmacher EM 159/70 von Siemens-Elema

22 Technische Weiterentwicklungen: Der VARIO® - Reizschwellentest
VARIO-Test - EIN/AUS programmierbar, bei „EIN“ mit einem Prüfmagneten einfach zu starten, die Schrittweite der abgestuften Impulse beträgt 1/15 des programmierten Wertes Der VARIO-Reizschwellentest besteht aus 15 Impulsen und dem „0 Volt“-Impuls. Während des Tests wird die programmierte Impulsamplitude gleichmäßig in 15 Schritten bis auf Null reduziert. Die Stimulationsfrequenz beträgt während des Tests 119 Imp./min. Das Ende des Tests wird durch den „0 Volt“-Impuls markiert. Die Reizschwelle wird bestimmt, indem die Anzahl der Impulse von rechts nach links gezählt werden, bis zu dem Impuls, der noch eine Depolarisation des Myokards auslöste. Die Reizschwelle ergibt sich dann aus der Anzahl dieser Impulse multipliziert mit 5 V geteilt durch 15. Dem VARIO-Test vorangestellt bzw. folgend (solange der Magnet aufliegt) ist der Batterietest. Dieser besteht aus 16 Impulsen mit konstanter Amplitude und der Magnettestfrequenz. Diese ist ein Indikator für den Zustand der Batterie und damit für den empfohlenen Austauschzeitpunkt RRT. Dieser Batterietest war ein bedeutender Fortschritt, weil bis dahin die unterschiedlichsten Verfahren zur Bestimmung des RRT eingesetzt wurden, wie z. B. der Anschluß eines Oszilloskopen an den Elektrokardiografen, um aus dem EKG (genauer gesagt den Schrittmacherimpulsen) anhand von Abstand, Dauer, Anstiegssteilheit und Abfallzeit der Impulse Rückschlüsse auf den Zustand der Stromquelle zu ziehen. Da die richtige Beurteilung des Schirmbildes recht schwierig war und die Anzahl der Schrittmacherträger ständig wuchs, wurden Rechenzentren zur Beurteilung dieser EKGs herangezogen (Übertragung des EKG telefonisch via Spezialterminal).

23 Entwicklungen in der Herzschrittmachertherapie
1973 Multiprogrammierbare Herzschrittmacher werden in die klinische Praxis eingeführt „Cordis-Omnicor“ 1975 Einführung der Lithium-Schrittmacher Vorteile der Lithium-Zelle: - hohe Normalspannung bis 3,02 Volt, - energetisch günstigste Anode, - hohe Energiedichte bei relativ geringem Volumen und Gewicht. Cordis-Omnicor Bei diesem Schrittmacher konnten Frequenz und Amplitude verändert werden. Trotz höherer Funktionalität ist das Gerät kleiner und damit auch leichter geworden. Lithium-Zelle Das Element der Kathode bestimmt den Typ der Lithium-Zelle, insbesondere die erzeugte Spannung sowie die Entladecharakteristik. Am verbreitetsten ist die Lithiumjodid-Zelle. Lithiumjodid-Zelle Durch die Reaktion 2 Li + J2  2 LiJ + 2 Elektronen entsteht Lithiumjodid, das sich an der Grenzschicht zwischen Lithium und Jod ablagert und als Separator wirkt. Die stetige Ablagerung von Lithiumjodid führt zu einer kontinuierlichen Zunahme des Innenwiderstandes der Zelle. Zu Beginn der Entladung beträgt der Innenwiderstand  1 k, am Ende bis 50 k.

24 Die drei Phasen der Entladung einer LiJ-Zelle
Phase I: Allmähliche Abnahme der Batteriespannung und linearer Anstieg des Innenwiderstandes Phase II: Vorübergehende Spannungsabfälle, Batterie kann sich noch erholen Phase III: Endgültiger Abfall der Initialspannung [V] 3,0 [Ah] Lithiumjodid Phase 1 Phase 2 Phase 3 30 µA 2,0 1,8 V 1,0 1 2 3 4

25 Entwicklungen in der Herzschrittmachertherapie
1978 HD. Funke führt den ersten DDD-Herzschrittmacher ein. Dieser kann in Vorhof und Kammer Eigenaktionen wahrnehmen sowie auch stimulieren. Die Grundlage bildet die von Irnich 1975 entwickelte Idee eines AV-universellen DDD-Herzschrittmachers.

26 Betriebsart: DDD Stimulation
Wahrnehmung AV- Intervall Stimulation Prinzip der DDD-Stimulation

27 Technische Weiterentwicklungen
1978 Siemens-Elema fertigt industriell den ersten Single-Chip Schrittmacher, Modell 668 Der Chip beherbergt ca Transistoren. Folge: Kleinerer HSM mit neuen Möglichkeiten. Multiprogrammierbarer Pulsgenerator Modell 668 mit Single-Chip

28 Technische Weiterentwicklungen: ICD
1980 Mieczyslaw Mirowski ( ) implantiert den ersten automatischen Kardioverter/Defibrillator (ICD). 1983 Die ersten frequenzadaptiven Schrittmacher erscheinen auf dem Markt. Ziel ist es, eine möglichst physiologische Frequenzanpassung mit dem Sensor bei Patienten mit chronotroper Inkompetenz zu erreichen. Sensoren Der Aktivitätssensor ist der am häufigsten implantierte Sensortyp. Als Sensoren kommen zur Anwendung - das piezoelektrische Kristall (Druck, Vibration), - das Akzelerometer (Beschleunigung), - das Gravimeter (Schwerkraft). Weitere Sensorprinzipien sind - Atemminutenvolumen, - QT-Intervall (Stimulus-T-Intervall), - Bluttemperaturmessung im Ventrikel, - ventrikuläres Depolarisationsintegral, - rechtsventrikulärer Druck, - Präejektionsintervall und intraventrikuläres Volumen, - Herzbeschleunigung, - Sauerstoffsättigung und - Zwei-Sensor-Systeme.

29 Technische Weiterentwicklungen: Frequenzanpassung
Der Piezokristall als Sensor ist an der Innenseite des Schrittmachergehäuses angebracht und registriert Vibrationen, die durch die Muskelkontraktion verursacht werden. Diese werden in ein elektrisches Sensorsignal gewandelt. Schrittmacher vom Typ „Sensolog“ der Firma Siemens

30 Technische Weiterentwicklungen: Schrittmacherelektroden
1984 Kohlenstoffelektrode Moderner poröser Elektrodenkopf mit Lasernutation Die Elektrode 412 war die erste Silikon-Elektrode mit einem Kopf aus aktiviertem Glaskohlenstoff. Mit diesem porösen Kopf erreichte man eine beträchtliche Vergrößerung der elektrochemisch aktiven Oberfläche und dadurch auch eine wesentliche Verminderung der Polarisationsspannung. Diese Konstruktion führte zu verbesserten Stimulations- und Sensingeigen-schaften, bei reduzierter chronischer Reizschwelle, vermindertem Strom-verbrauch und somit verlängerter Lebensdauer des Herzschrittmachers. Heutige auf diesem Prinzip beruhende Elektrodenköpfe bestehen aus Titannitrid auf Titan, sind mit einer Lasernutation für eine bessere Mikrofixation versehen, haben einen Membranüberzug zum Schutz der porösen Oberfläche und zur weiteren Verminderung der Polarisations-spannung und besitzen ein Steroidreservoir zur Minimierung des fibrotischen Gewebewachstums. Weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Elektroden-eigenschaften sind die Einbringung von Silberwendeln zur Reduzierung des ohmschen Widerstandes der Elektrode, die Fast-Pass Beschichtung der Elektrodenisolierung für bessere Gleiteigenschaften (wichtig, wenn zwei Elektroden in einem Gefäß untergebracht werden sollen) sowie die Optimierung der Kopfgröße (Hochohmelektrode, Minimierung des notwendigen Stimulationsstromes) und des Elektrodenlumens für ein besseres Handling. Fixation: Passiv (Fins, Tines), Aktiv (Schraube beweglich oder feststehend). Polarität: Uni- und Bipolar, IS-1. Kohlenstoffelektrode Modell 412 der Firma Siemens

31 Technische Weiterentwicklungen: IEGM & Marker
1985 Erste Schrittmacher mit IEGM und Marker AFP und GENISIS Herzschrittmacher der Firma Pacesetter, einkanalige Darstellung von IEGM oder Marker Heutiger Standard - Dreikanalige Darstellung von IEGM, Marker und EKG.

32 Technische Weiterentwicklungen: Mikroprozessoren
80er Einführung der Mikroprozessoren (MPs) in die Schrittmachertechnik Mikroprozessoren bieten wichtige Speichermöglichkeiten, automatisieren komplexe Funktionen und ermöglichen die Speicherung charakteristischer Informationen. Dadurch werden der Schrittmacher in seiner Funktionsweise transparenter, die Diagnostik, die Verlaufskontrolle der Therapie und das Follow-up wesentlich verbessert. Hybrid-Schaltung mit Telemetriespule, Quarz und Reed-Schalter (die gesamte Rückseite wird vom MP eingenommen)

33 Technische Weiterentwicklungen: AutoCapture
1994 Beginn der klinischen Erprobung des SSIR- Herzschrittmachers MICRONY SR+ 2425T Der MICRONY ist der kleinste Schrittmacher der Welt (12,8 g, 5,9 cm3 ). Er vereinigt ca Transistoren auf seinem Chip und verfügt über ein einzigartiges Merkmal: AutoCapture® - die automatische Anpassung der Stimulationsamplitude an die aktuelle Reizschwelle. AUTOCAPTURE® - Ist die Stimulation ineffektiv, so wird ein Sicherheitsimpuls mit 4,5 V und 0,49 ms Impulsbreite abgegeben und eine Reizschwellensuche gestartet. AUTOCAPTURE® paßt die Stimulationsamplitude automatisch mit einer Arbeitsmarge von 0,3 Volt an die aktuelle Reizschwelle an. C N 2,4 V 1,5 V 1,8 V 2,1 V 4,5 V Aufbau des MICRONY SR+ 2425T

34 Technische Weiterentwicklungen: ACapConfirm™ & QuickOpt™
Die Zephyr™ Schrittmacher-Familie der nächste Schritt der automatischen Nachsorge mit ACapConfirm™ - das automatische Reizschwellenmanagement im Vorhof AUTOCAPTURE® - Ist die Stimulation ineffektiv, so wird ein Sicherheitsimpuls mit 4,5 V und 0,49 ms Impulsbreite abgegeben und eine Reizschwellensuche gestartet. AUTOCAPTURE® paßt die Stimulationsamplitude automatisch mit einer Arbeitsmarge von 0,3 Volt an die aktuelle Reizschwelle an. C N 2,4 V 1,5 V 1,8 V 2,1 V 4,5 V Moderner Zephyr Schrittmacher

35 Technische Weiterentwicklungen: System Schrittmacher und Programmiergerät
Merlin PCS – Fortschrittliches Programmier- und Diagnostiksystem  Verbesserte Nachsorge Microprozessorgestützte „Analyzer Programmer Systems“ (APS) mit einer hochentwickelten Software unterstützen heute die Abfrage, Programmierung und Analyse von Herzschrittmacher-Daten. Diese Daten umfassen - programmierte Herzschrittmacherdaten, - Meßdaten (Stimulationsparameter, Elektrodenimpedanzen, Batteriedaten), - Patientendaten, - Herzschrittmacher-Identifikationsdaten sowie - vielfältige diagnostische Daten. Gleichzeitig können umfangreiche Tests (Wahrnehmungs-, Reizschwellen- und EP-Labs) durchgeführt und Oberflächen- wie intrakardiales EKG mit Marker und Annotationen auf dem Bildschirm dargestellt werden. Alle Daten sowie die EKG-Daten können über einen Ausdruck protokolliert und archiviert werden.