DE10049727A1

DE10049727A1 - Elektrisch aktives Implantat

Info

Publication number: DE10049727A1
Application number: DE10049727A
Authority: DE
Inventors: Frank Bloemer; Max Schaldach
Original assignee: Biotronik Mess und Therapiegeraete GmbH and Co
Current assignee: Biotronik SE and Co KG
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-04-11
Also published as: EP1192972B1; EP1192972A2; DE50110127D1; EP1192972A3; US6917831B2; ATE329652T1; US20020068956A1

Abstract

Es ist ein elektrisch aktives Implantat mit energie-verbrauchenden Komponenten und Aktiviermittel zum Aktivieren des Implantats angegeben. Das elektrisch aktive Implantat ist durch Deaktiviermittel zum Deaktivieren der energie-verbrauchenden Komponenten des Implantats, wobei die energie-verbrauchenden Komponenten des Implantats während seiner Lagerung mittels des Deaktiviermittels deaktivierbar sind, und durch ein Mittel zum nicht-flüchtigen Speichern von implantat-spezifischen Daten gekennzeichnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch aktives Implantat, welches energie verbrauchende Komponenten und Aktiviermittel zum Aktivieren des Implantats aufweist.

Nach der Fertigstellung eines Implantats wie beispielsweise eines Herzschrittmacher oder eines Defibrillators und vor seiner Implantation wird das Implantat üblicherwei se gelagert. Dabei beträgt bespielsweise der typische Stromverbrauch eines sich im Lager befindlichen Schrittmachers ca. 8 µA nach der Implantation hingegen abhängig von Programmierung und Grad der Inhibierung zwischen 12 und 22 µA. Daraus folgt, dass zwei Jahre Lagerzeit ungefähr einem Jahr Implantationszeit entsprechen. Der während einer Lagerung verbrauchte Strom kann folglich nicht mehr während der Implantationszeit genützt werden, so dass die tatsächliche Nutzungsdauer des Implantats, nämlich die Implantationszeit, herabgesetzt wird.

Das derzeitige Use-Before-Datum, d. h. dasjenige Datum, vor welchem das Implantat in Betrieb genommen werden muss, richtet sich nach dem Datum des Batterie anschlusses, dem Sterilisationsdatum, einer produktspezifischen Zeitspanne und berücksichtigt ferner den Stromverbrauch während einer Lagerung. Nach Ablauf des Use-Before-Datums werden nicht implantierte Geräte zur Resterilisation an den Hersteller zurückgeschickt. Dabei kann es vorkommen, dass aufgrund der während einer Lagerung entnommenen Ladung Implantate nicht mehr regulär als Verkaufs produkte ausgeliefert werden können. Hierbei sind abgesehen vom Batteriezustand im wesentlichen keine Gründe vorhanden, die einen maximalen Use-Before-Zeitraum von beispielsweise 24 Monaten erzwingen. Der Use-Before-Zeitraum könnte durch Reduzierung des während einer Lagerung verbrauchten Stromes ausgedehnt werden, wodurch die Anzahl der zur Resterilisation zurückgelieferten Implantate sowie die Anzahl der zu verschrottenden Einheiten reduziert werden könnte.

Die Funktion von Herzschrittmachern und insbesondere die aller Defibrillatoren ist temperaturabhängig. Wenn während der Lagerung oder eines Transportes Temperaturen unterhalb von beispielsweise 5°C auftreten, so ist mit einem Auftreten meist reversibler aber auch irreversibler Fehler zu rechnen. Derart geschädigte Einheiten können in aller Regel nicht mehr regulär ausgeliefert werden, da der Stromverbrauch nach Auftreten des Fehlers und somit der Batteriezustand nicht hinreichend genau bestimmt werden kann.

Aus dem Stand der Technik sind elektrische Implantate bekannt, die während einer Lagerung teilweise in eine stromsparende Stand-By-Betriebsart versetzt werden. Dabei werden üblicherweise bestimmte Komponenten des Implantats abgeschaltet, während andere Komponenten weiterhin mit Strom versorgt werden. Diese Stand- By-Betriebsart soll der Reduzierung des während einer Lagerung verbrauchten Stromes dienen.

Aus US-5,522,856 ist ein Implantat bekannt, welches ausgewählte Schaltungs elemente des Implantats in eine stromsparende Betriebsart versetzt, bis das Implantat in einen Patienten implantiert wird. Das bekannte Implantat weist ferner einen Detektor auf, der bestimmt, ob das Implantat zur Implantierung ange schlossen wird. Wenn eine derartige Implantierung detektiert wird, werden die Schaltungselemente des Schrittmachers in die normale stromverbrauchende Betriebsart versetzt. Das Implantat kann ferner aus dem Lager entnommen werden und hinsichtlich seiner Funktion getestet werden und dann wieder in das Lager zurückgebracht werden, wobei das Implantat dabei wieder in eine stromsparende Stand-By-Betriebsart versetzt wird, um den Stromverbrauch während der Lagerung zu reduzieren. Des weiteren erfasst das Implantat, wenn die Impedanz an den Elektroden unter einen vorbestimmten Pegel fällt. Wenn dies aufgetreten ist, verbleibt das Implantat permanent in der normalen Betriebsart.

US 5,350,407 offenbart ein Implantat, welches sowohl in einen Wartezustand in Abhängigkeit von einer Anweisung von einer externen Kommunikationsvorrichtung als auch in einen aktiven Zustand in Abhängigkeit von einem Entfernen eines Aktivierungsstiftes oder in Abhängigkeit von einer Aktivierungsanweisung von einer externen Kommunikationsvorrichtung betreibbar ist. Nach der Fertigung des Implantats wird der Aktivierungsstift in das Implantat eingefügt und die externe Kommunikationsvorrichtung wird getriggert, um eine Deaktivierungsanweisung an das Implantat zu übermitteln. Dabei wird die Stromversorgung für einen Teil der Schaltungselemente des Implantats abgeschaltet, während die Stromversorgung für diejenigen Schaltungselemente aufrechterhalten werden, die zur Aktivierung der restlichen Schaltungselemente in Verbindung mit dem Kommunikationsbetrieb erforderlich sind. Das Implantat wird dabei entweder durch eine Übertragung einer Aktivieranweisung von einer externen Kommunikationsvorrichtung oder durch Entfernen des Aktivierungsstiftes aktiviert.

Die beiden genannten Druckschriften offenbaren folglich bereits eine Reduzierung des Stromverbrauches des Implantates während seiner Lagerung. Es ist jedoch wünschenswert, den Stromverbrauch des Implantates während einer Lagerung weiter zu reduzieren.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein elektrisch aktives Implantat derart weiterzubilden, dass der Stromverbrauch des Implantates während seiner Lagerung im Vergleich zu dem Stand der Technik weiter reduzieren kann.

Diese Aufgabe wird durch ein elektrisch aktives Implantat gemäß dem Anspruch 1 gelöst.

Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, ein elektrisch aktives Implantat mit energieverbrauchenden Komponenten und mit Aktiviermittel zum Aktivieren des Implantates vorzusehen. Ferner weist das elektrisch aktive Implantat Deaktivier mittel zum Deaktivieren der energie-verbrauchenden Komponenten des Implantates auf, wobei die energie-verbrauchenden Komponenten des Implantats während seiner Lagerung mittels des Deaktiviermittels deaktivierbar sind. Ferner weist das Implantat ein Mittel zum nicht-flüchtigen Speichern von implantat-spezifischen Daten auf.

Die mit der Erfindung einhergehenden Vorteile bestehen insbesondere darin, dass während der Lagerhaltung alle energie-verbrauchenden Komponenten des Implantates deaktiviert bzw. abgeschaltet werden können, so dass kein Strom im dem Implantat während seiner Lagerung fließt. Ferner wird sichergestellt, dass notwendige implantat-spezifische Daten auch bei einer Abschaltung aller energie verbrauchenden Komponenten des Implantates erhalten bleiben.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Mittel zum Speichern einen nicht-flüchtigen elektronischen Speicher darstellen, in dem die implantat-spezifi schen Daten nach der Herstellung des Implantates in den elektronischen nicht- flüchtigen Speicher eingeschrieben werden. Die in diesem elektronischen Speicher gespeicherten Daten lassen sich ohne Probleme nach Aktivierung des Implantates wieder auslesen.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung enthält das Mittel zum Speichern einen auf dem Implantat abgebildeten Strichcode, welcher die implantat-spezifi schen Daten beinhaltet. Auch hier lassen sich die implantat-spezifischen Daten wieder nach der Aktivierung des Implantates extrahieren. Alternativ dazu kann der implantat-spezifische Daten enthaltende Strichcode auch an der Verpackung des Implantates angebracht werden.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Aktiviermittel mindestens einen drahtlos aktivierbaren Schalter auf, welcher zur Reaktivierung der deaktivierten energie-verbrauchenden Komponenten dient. Dieser Schalter kann dabei magnetisch oder telemetrisch aktiviert werden. Mit Hilfe des drahtlos aktivierbaren Schalters kann die Reaktivierung ohne ein Eingreifen in das Implantat durchgeführt werden.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der sich auf dem Implantat oder auf der Verpackung des Implantats befindlichen Strichcode von einem externen Barcode-Scanner ausgelesen, wonach die implantat-spezifischen Daten extrahiert werden und mittels eines externen telemetrischen Senders an das Implantat übermittelt werden. Die übermittelten implantat-spezifischen Daten werden in einem Speicher in dem Implantat gespeichert. Auf diese Weise können die implantat-spezifischen Daten im Nachhinein in dem Implantat gespeichert werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform umfasst ein Implantat mit einem magnetisch aktivierbaren Schalter und einer Verpackung, die einen Magneten umfasst, welcher so angeordnet ist, dass der magnetisch aktivierbare Schalter des Implantates immer dann aktiviert wird, wenn das Implantat der Verpackung entnommen wird. Dies ermöglicht ein automatisches Aktivieren des Implantates bei der Entnahme aus der Verpackung vor dem Implantieren.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Implantat ein Reaktivier- Sperrmittel zum Sperren von wiederholten Aktivierungen bzw. Deaktivierung der energie-verbrauchenden Komponenten des Implantates auf. Dadurch soll verhindert werden, dass das Implantat wiederholt unautorisiert aktiviert bzw. deaktiviert wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.

Es zeigen dabei:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Implantates gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild eines Implantates gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 3 eine Darstellung des Zusammenwirkens der Komponenten des zweiten Ausführungsbeispiels.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektrisch aktiven Implantates gezeigt. Das Implantat weist eine Batterie 1, Aktivier-/Deaktiviermittel 2, ein Reaktivier-Sperrmittel 5, welches mit dem Aktivier-/Deaktiviermittel 2 verbunden ist, herkömmliche energie-verbrauchende Komponenten 3 des Implantates, sowie einen nicht-flüchtigen elektronischen Speicher 4 auf.

Nach der Fertigung des Implantates werden implantat-spezifische Daten wie beispielsweise die Seriennummer des Implantates und das Werksausgangs programm in dem nicht-flüchtigen elektronischen Speicher 4 gespeichert. Die in dem Speicher 4 gespeicherten Daten bleiben auch bei einer Abschaltung der Strom- und Spannungsversorgung erhalten, so dass sie nach einer Aktivierung des Implantates wieder verwendet werden können.

Nach der Werksausgangsprüfung des Implantates werden alle stromverbrauchenden Komponenten wie beispielsweise die CPU, Ladungspumpen, Ausgangsstufen oder dergleichen deaktiviert bzw. ausgeschaltet. Diese Implantate werden dann in diesem stromlosen Zustand gelagert. Damit wird erreicht, dass der Stromverbrauch des Implantates während einer Lagerung sehr stark reduziert wird und gegen Null geht.

Durch die stromlose Lagerung des Implantates kann die Implantationszeit, d. h. die Zeit, während der das Implantat in dem Körper implantiert wird, verlängert werden.

Ferner kann der temperaturbedingte Einfluß während der Lagerung oder des Transports durch die Deaktivierung der stromverbrauchenden Komponenten nahezu ausgeschlossen werden.

Wenn das gelagerte Implantat in einen Körper implantiert werden soll bzw. wenn das Implantat bereits implantiert ist, erfolgt die Aktivierung der energiever brauchenden Komponenten 3. Die Aktivierung wird mittels eines kleinen sich in der Blisterpackung befindlichen Magneten durchgeführt, welcher einen im Implantat befindlichen REED-Umschalter betätigt. Bei der Entnahme des Implantates aus der Blisterpackung schließt der REED-Schalter und aktiviert beispielsweise die Schrittmacherfunktion. In dieser Funktion bzw. Betriebsart arbeitet das Implantat im Normalbetrieb. Mit anderen Worten, die energie-verbrauchenden Komponenten 3 des Implantates werden durch die Batterie 1 mit Strom versorgt, so dass das Implantat alle Funktionen wahrnehmen kann und auf die in dem Speicher 4 gespeicherten implantat-spezifischen Informationen zurückgreifen kann.

Um nach der erfolgten Aktivierung eine nochmalige Deaktivierung durch Öffnen des REED-Schalters bei einer späteren Auflage eines Magneten zu verhindern, weist das Implantat ein Reaktivier-Sperrmittel 5 auf. Dieses Reaktivier-Sperrmittel 5 steuert die Schaltungen des Implantates derart, dass eine nochmalige Deaktivierung durch den Anwender ausgeschlossen ist und nur durch den Ansteller unter Verwendung eines speziellen telemetrischen Senders möglich ist.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Implantat gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) und das Zusammenwirken seiner Komponenten (Fig. 3) gezeigt. Das Implantat weist eine Batterie 1, ein Aktivier-/Deaktiviermittel 2, energiever brauchende Komponenten 3, ein Reaktivier-Sperrmittel 5 sowie einen Speicher 6 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden keine Daten nach der Werksausgangs prüfung im Implantat gespeichert. Das Implantat wird vollständig abgeschaltet, so dass es während seiner Lagerung keinen Strom verbraucht.

Die implantat-spezifischen Daten werden kodiert und in einem Strichcode umgewandelt. Dieser Strichcode wird dann an dem Implantat oder an der Verpackung des Implantats angebracht.

Nach der Fertigung und der Verpackung des Implantates ist es durch einen entsprechenden telemetrischen Befehl möglich, die Batterie 1 von den energiever brauchenden Komponenten 3 des Implantates mit Hilfe des Aktivier-/Deaktivier mittels 2 zu trennen.

Bevor das Implantat an den Endkunden ausgeliefert wird, wird das Implantat durch eine Programmiergerät initialisiert. Dieses externe Programmiergerät 12 weist gemäß Fig. 3 einen Barcode-Scanner 10 und einen telemetrischen Sender 11 auf. Der Barcode-Scanner liest den sich auf dem Implantat oder auf der Verpackung des Implantats befindlichen Strichcode ein, extrahiert die implantat-spezifischen Daten und sendet diese Daten telemetrisch an das Implantat, wo diese in dem Speicher 6 zur weiteren Verwendung abgelegt werden. Die von dem Sender 11 übertragenen Informationen werden von einem Empfänger 7 des Implantates empfangen und an den Speicher 6 weitergeleitet, wo sie gespeichert werden.

Das Einlesen des Strichcodes und das Übermitteln der extrahierten implantat- spezifischen Daten soll wie folgt geschehen:

1. Lesen der Barcode-Daten,
2. Extraktion der implantarspezifischen Daten,
3. Übermittlung der Daten an das Implantat,
4. Rücksendung der im Implantat abgelegten Daten,
5. Vergleich der gesendeten mit den rückgesendeten Daten,
6. Bestätigung der korrekten Initialisierung, wenn gesendete und rückgesendete Daten identisch.

Während der Schritte 1 bis 6 wird permanent der Barcode gescannt. Tritt eine Veränderung auf (z. B. Entfernen des Barcodes), so wird der Initialisierungsvorgang sofort und ohne Bestätigung abgebrochen.

Dies soll verhindern, dass die gescannten Daten eines Implantates in einem anderen Implantat abgelegt werden.

Die Aktivierung des Implantates nach der Auslieferung erfolgt ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 durch eine Magnetauflage, die einen REED-Schalter schließt, wodurch die energieverbrauchenden Komponenten 3 des Implantates an die Batterie 1 angekoppelt werden, um so mit Strom und Spannung versorgt zu werden.

Nach der vollständigen Initialisierung wird eine dauerhafte Überbrückung des REED- Schalters beispielsweise durch ein Thermo-Element erreicht. Das Thermo-Element kann dabei als Bi-Metall-Schalter ausgestaltet sein. Durch die dauerhafte Über brückung kann eine fälschliche Deaktivierung im implantierten Zustand ausge schlossen werden.

Eine derartige Überbrückung des REED-Schalters kann selbstverständlich auch in dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt werden.

Alternativ zu dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel kann das Werksaus gangsprogramm sowie die Seriennummer des Implantates in einem separaten Speicher des Implantates abgelegt werden, welcher kontinuierlich mit Spannung versorgt wird. Alle anderen energie-verbrauchenden Komponenten des Implantates wie beispielsweise CPU, Ladungspumpen, Ausgangsstufen oder dergleichen, werden nach der Werksausgangsprüfung komplett deaktiviert bzw. abgeschaltet.

Während der Lagerung des Implantates verbraucht dabei lediglich der Speicher für das Werksausgangsprogramm und die Seriennummer Strom, während alle anderen Komponenten des Implantates abgeschaltet sind.

Für die Aktivierung des Implantates vor der Implantierung sind mehrere Möglichkei ten vorhanden. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, wird ein sich in dem Implantat befindlicher REED-Schalter durch einen kleinen Magneten betätigt, welcher sich in dem Blister befindet. Bei der Entnahme des Implantates aus dem Blister schließt der REED-Schalter und aktiviert somit die normale Betriebsart des Implantates, indem die energieverbrauchenden Komponenten des Implantates an die Batterie gekoppelt werden, wodurch sie mit Strom und Spannung versorgt werden. Eine nochmalige Deaktivierung des Implantates durch Öffnen des REED- Schalters durch einen weitere Auflage eines Magneten wird durch ein Reaktivier- Sperrmittel verhindert.

Die Aktivierung kann ferner durch einen Stift im Implantat erfolgen. Dieser Stift bzw. Stecker bewirkt bei seiner Entnahme vor der Implantation, dass in dem Implantat der ventrikuläre differente Kontakt mit dem indifferenten Kontakt kurzzeitig niederohmig verbunden wird. Dieses Signal wird von der Steuerelektronik des Implantates zur dauerhaften Aktivierung der vollen Funktionalität verwendet.

Ferner kann die Aktivierung des Implantates erfolgen, indem eine liegende Elektrode an das Implantat angeschlossen ist. Die Elektronik des Implantates erfasst eine externe Last, welche kleiner als 3200 Ohm ist, wodurch die volle Funktionalität dauerhaft aktiviert wird.

Claims

1. Elektrisch aktives Implantat mit energie-verbrauchenden Komponenten (3), und Aktiviermittel (2) zum Aktivieren des Implantats, gekennzeichnet durch Deaktiviermittel (2) zum Deaktivieren der energie-verbrauchenden Kom ponenten (3) des Implantats, wobei die energie-verbrauchenden Kom ponenten (3) des Implantats während seiner Lagerung mittels des Deaktivier mittels (2) deaktivierbar sind, und ein Mittel (4) zum nicht-flüchtigen Speichern von implantat-spezifischen Daten.

2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Speichern (4) als nicht-flüchtiger elektronischer Speicher (4) ausgestaltet ist, wobei die implantat-spezifischen Daten nach der Herstellung das Implantats in dem elektronischen nicht-flüchtigen Speicher (4) einschreibbar sind.

3. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Speichern einen auf dem Implantat abgebildeten Strichcode enthält, welcher implantat-spezifische Daten beinhaltet.

4. Implantat nach Anspruch 1 in einer Verpackungshülle, dadurch gekenn zeichnet, dass das Speichermittel einen implantat-spezifische Daten enthaltenden Strichcode enthält, welcher an der Verpackung des Implantat . anbringbar ausgestaltet ist.

5. Implantat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktiviermittel (2) mindestens einen drahtlos aktivierbaren Schalter aufweist, welcher zur Reaktivierung der deaktivierten energieverbrauchen den Komponenten (3) dient.

6. Implantat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter magnetisch aktivierbar ist.

7. Implantat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter telemetrisch aktivierbar ist.

8. Implantat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strichcode von einem externen Barcode-Scanner (10) gelesen wird, die implantat-spezifischen Daten extrahiert werden und mittels eines externen telemetrischen Senders (11) an des Implantat übermittelt wird, und die übermittelten implantat-spezifischen Daten in einem zweiten Speicher (6) in dem Implantat gespeichert werden.

9. Implantat nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch ein Reaktivier-Sperrmittel (5) zum Sperren von wiederholten Reaktivierungen der energie-verbrauchenden Komponenten (3) des Implantats.

10. Implantat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deaktiviermittel (2) mindestens einen drahtlos aktivierbaren Schalter aufweist.

11. Implantat nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Aktiviermittel und das Deaktiviermittel als ein einzelnes Mittel (2) ausgebildet ist.

12. Implantat nach Anspruch 6 und Verpackung, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackung einen Magneten enthält, der so angeordnet ist, dass der Schalter beim Entnehmen des Implantates aus der Verpackung aktiviert wird.

13. Verpackung für ein Implantat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackung einen Magneten enthält, der angeordnet ist, einen Schalter des Implantates zu aktivieren, während dieses aus der Verpackung entnommen wird.