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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf medizinische Geräte zur Durchführung von
Kartierungsverfahren.
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2. Diskussion des Stands
der Technik
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Das
menschliche Herz ist ein sehr komplexes Organ, dessen richtige Funktionsweise
sowohl auf Muskelkontraktion als auch auf elektrischen Impulsen
beruht. Die elektrischen Impulse wandern durch die Herzwände, erst
durch die Atria und dann durch die Ventrikel, wobei sie bewirken,
daß das
entsprechende Muskelgewebe in den Atria und den Ventrikeln kontrahiert.
So kontrahieren erst die Atria, gefolgt von den Ventrikeln. Diese
Reihenfolge ist für
die korrekte Funktion des Herzens essentiell.
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Bei
einigen Personen bilden die elektrischen Impulse des Herzens eine
unregelmäßige Fortpflanzung
aus, wodurch die normale Pumpaktivität des Herzens gestört wird.
Abnormaler Herzschlagrhythmus wird als "kardiale Arrhythmie" bzw. "Herzrhythmusstörung" bezeichnet. Arrhythmien können auftreten,
wenn ein anderer Ort als der Sinusknoten des Herzens einen Rhythmus
initiiert (d.h. eine fokale Arrhythmie), oder wenn elektrische Signale
des Herzens wiederholt in einem geschlossenen Kreislauf zirkulieren
(d.h. eine Re-Entry Arrhythmie).
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Es
wurden Techniken entwickelt, die verwendet werden, um kardiale Bereiche
zu lokalisieren, die für
die kardiale Arrhythmie verantwortlich sind, und auch um die Kurzschluß-Funktion dieser Gebiete
zu deaktivieren. Gemäß dieser
Techniken wird elektrische Energie auf einen Teil des Herzgewebes
appliziert, um dieses Gewebe abzutragen und Narben zu erzeugen,
die die Re-Entry-Leitungspfade unterbrechen oder die fokale Initiierung
beenden. Gewöhnlich werden
zuvor die abzutragenden Bereiche mittels endokardialer Kartierungstechniken
ermittelt. Die Kartierung umfaßt
typischerweise das perkutane Einführen eines Katheters mit einer
oder mehreren Elektroden in den Patienten, das Führen des Katheters durch ein
Blutgefäß (z.B.
die Oberschenkelvene oder -arterie) und an einen endokardialen Ort
(zum Beispiel das Atrium oder den Ventrikel des Herzens) und das
vorsätzliche
Induzierung einer Arrhythmie, so daß eine kontinuierliche, simultane
Aufzeichnung mit einem Mehrkanal-Aufzeichnungsgerät an jeder
der verschiedenen unterschiedlichen endokardialen Positionen durchgeführt werden
kann. Wenn ein arrhythmogener Fokus oder ein unpassender Stromkreis
lokalisiert wird, wie in der Elektrokardiogramm-Aufzeichnung angezeigt,
wird dieser durch verschiedene Bildgebungs- oder Lokalisierungsmittel markiert,
so daß jene
kardiale Arrhythmien, die in diesem Bereich ihren Ursprung haben,
durch Ablation von Gewebe blockiert werden können. Ein Ablationskatheter
mit einer oder mehreren Elektroden kann dann elektrische Energie
an das an die Elektrode angrenzende Gewebe übertragen, um in dem Gewebe eine
Läsion
zu erzeugen. Eine oder mehrere geeignet positionierte Läsionen werden
typischerweise einen Bereich nekrotischen Gewebes erzeugen, das dazu
dient, die Fortpflanzung der fehlerhaften Impulse, die durch den
arrhythmogenen Fokus erzeugt werden, zu verhindern. Die Ablation
wird durchgeführt,
indem den Katheterelektroden Energie zugeführt wird. Die Ablationsenergie
kann beispielsweise HF, Gleichstrom, Ultraschall, Mikrowellen oder
Laserstrahlung sein. Das Dokument EP-A-0 797 956 offenbart eine
Vorrichtung gemäß des Oberbegriffs
von Anspruch 1.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung umfaßt
eine Vorrichtung zur Kartierung elektrischer Aktivität im Herzen,
wie in Anspruch 1 definiert ist.
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In
einem Ausführungsbeispiel
umfaßt
die vorliegende Erfindung einen Katheter, der einen metallischen
Aufsatz mit mehreren Öffnungen
umfaßt, sowie
wenigstens eine Elektrode, die in jeder Öffnung der mehreren Öffnungen
angeordnet ist.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung sind die Elektroden von dem Aufsatz isoliert.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung erstrecken sich die Elektroden über eine Oberfläche des
Aufsatzes hinaus.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung sind die Elektroden pilzförmig ausgebildet.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung sind die Elektroden kuppelförmig ausgebildet.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung besteht der Aufsatz aus Gold.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung besteht der Aufsatz aus Platin.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung umfaßt
der Katheter ein Mittel zum Lenken eines distalen Endes des Katheters.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung umfaßt
das Lenkmittel ein Mittel zum Lenken eines distalen Endes des Katheters
in wenigstens einer Ebene.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung kann der metallische Aufsatz verwendet werden, um eine
Ablation durchzuführen,
und die wenigstens eine Elektrode, die in jeder Öffnung angeordnet ist, kann
zur Durchführung
einer Kartierung verwendet werden.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung ist der metallische Aufsatz ausgebildet und angeordnet,
um Ablationsverfahren zu optimieren, wobei eine Elektrodenkonfiguration
ausgewählt wird,
die die Kartierungsverfahren optimiert.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung ist ein Oberflächengebiet
des metallischen Aufsatzes größer als
ein Oberflächengebiet der
wenigstens einen Elektrode.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung umfaßt
der Katheter ferner einen Lokalisierungssensor zur Identifizierung
eines Ortes des Katheters.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung umfaßt
der Katheter ferner einen Temperatursensor zum Ermitteln der Temperatur
in einer Umgebung des Katheters.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung umfaßt
der Katheter ferner einen Temperatursensor zum Ermitteln der Temperatur
in einer Umgebung des Aufsatzes.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung umfaßt
der Katheter Mittel zur Irrigation in einer Umgebung des Katheters.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung umfaßt
der Katheter Mittel zur Irrigation in einer Nähe des Aufsatzes.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
umfaßt
die Erfindung einen Katheter, der ferner einen im wesentlichen zylindrischen
Aufsatzbereich umfaßt; einen
im wesentlichen kuppelförmigen
Aufsatzbereich, der distal zum im wesentlichen zylindrischen Aufsatzbereich
angeordnet ist, sowie erste und zweite Elektroden, die an dem im
wesentlichen kuppelförmigen
Aufsatzbereich angebracht sind, nicht aber an dem im wesentlichen
zylindrischen Aufsatzbereich.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung umfaßt
der Katheter eine Referenzelektrode, die an dem zylindrischen Aufsatzbereich angebracht
ist.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung weist der Katheter eine Achse auf, die sich längs entlang
einer Länge
des Katheters erstreckt, und umfaßt ferner wenigstens eine Gruppe von
Elektroden, die an dem zylindrischen Aufsatzbereich in einer Ebene
angebracht sind, die senkrecht zu der Achse steht.
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Gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung sind mehrere Elektroden entlang einer Linie angebracht,
die parallel zu der Achse liegt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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In
den Zeichnungen, die durch Verweis hier aufgenommen seien, und in
denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen wurden,
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1 stellt
eine Übersicht
eines Kartierungs- und Ablationskathetersystems gemäß der vorliegenden
Erfindung dar;
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2 stellt
eine Seitenansicht des distalen Aufsatzbereichs des Katheters aus 1 gemäß eines
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung dar, wie sie entlang der Linie 2-2 aus 1 erhalten
wird;
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3 stellt
eine Stirnansicht des distalen Aufsatzbereichs des Katheters aus 2 dar,
wie sie entlang der Linie 3-3 aus 2 erhalten
wird;
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4 stellt
eine seitliche Querschnittsansicht des distalen Aufsatzbereichs
des Katheters aus 2 dar, wie sie entlang der Linie
4-4 aus 3 erhalten wird;
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5 stellt
eine Querschnittsansicht des distalen Aufsatzbereichs des Katheters
aus 2 dar, entlang einer Linie 5-5 aus 4;
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6 stellt
eine seitliche Teilquerschnittsansicht des distalen Aufsatzbereichs
eines Katheters gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung dar;
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7 stellt
eine seitliche Teilquerschnittsansicht des distalen Aufsatzbereichs
eines Katheters gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung dar;
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8 stellt
eine seitliche Teilquerschnittsansicht des distalen Aufsatzbereichs
eines Katheters gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung dar;
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9 stellt
eine perspektivische Ansicht des distalen Aufsatzbereichs des Katheters
dar, der in den 2 bis 5 gezeigt
ist;
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10 stellt
eine perspektivische Ansicht des distalen Aufsatzbereichs eines
Katheters gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung dar;
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11 stellt
eine perspektivische Ansicht des distalen Aufsatzbereichs eines
Katheters gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung dar;
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12 stellt
eine seitliche Querschnittsansicht des distalen Aufsatzbereichs
eines Katheters gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung dar;
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13 stellt
das Einführen
des Katheters der vorliegenden Erfindung in einen Körper dar;
und
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14 stellt
das Einführen
des Katheters der vorliegenden Erfindung in das Herz dar.
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Detaillierte Beschreibung
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In
dieser Beschreibung werden verschiedene Aspekte und Merkmale der
vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Fachmann wird erkennen, daß die Merkmale
abhängig
von der spezifischen Anwendung wahlweise in einem Gerät kombiniert
werden können.
Ferner kann jedes der verschiedenen Merkmale in einem Katheter und
einem damit verbundenem Anwendungsverfahren für Kartierungs- und/oder Ablationsverfahren
eingebunden werden.
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Katheterübersicht
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Im
folgenden wird auf 1 Bezug genommen, die eine Übersicht über ein
Kartierungs- und Ablationskathetersystem zur Verwendung in elektrophysiologischen
Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt. Das System umfaßt
einen Katheter 1 mit einem Schaftabschnitt 3,
einem Steuerungsgriff 5 und einem Anschlußstück 7.
Bei der Verwendung in Kartierungsanwendungen wird das Anschlußstück 7 verwendet,
um eine Verbindung von Signalleitungen, die von Kartierungselektroden
am distalen Ende 6 des Katheters ausgehen, mit einem Gerät zur Signalaufzeichnung,
wie beispielsweise Aufzeichnungsgerät 17, herzustellen.
Bei einer Verwendung in Ablationsanwendungen wird das Anschlußstück 7 verwendet,
um eine Verbindung von Signalleitungen, die von den Ablationselektroden
am distalen Ende 6 des Katheters ausgehen, mit einem Gerät zur Erzeugung
von Ablationsenergie, wie beispielsweise einem Energiegenerator 13,
herzustellen.
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Eine
Steuereinheit 9 ist elektrisch mit dem Anschlußstück 7 über eine
Leitung 11 verbunden. In einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinheit 9 ein
QUADRAPULSE RF CONTROLLERTM – Gerät sein,
das von C.R. Bard, Inc., Murray Hill, New Jersey, erhältlich ist.
Der Ablationsenergiegenerator 13 kann mit der Steuereinheit 9 über eine
Leitung 15 verbunden sein. Das Aufzeichnungsgerät 17 kann mit
der Steuereinheit 9 über
eine Leitung 19 verbunden sein. Bei einer Verwendung in
Ablationsanwendungen wird die Steuereinheit 9 verwendet,
um die Ablationsenergie zu steuern, die durch den Ablationsenergiegenerator 13 dem Katheter 1 zugeführt wird.
Bei einer Verwendung in Kartierungsanwendungen wird die Steuereinheit 9 verwendet,
um Signale vom Katheter 1 zu verarbeiten und diese Signale dem
Aufzeichnungsgerät 17 zuzuführen. Wenngleich das
Aufzeichnungsgerät 17,
der Ablationsenergiegenerator 13 und die Steuereinheit 9 als
separate Geräte
dargestellt sind, können
diese auch in einem einzelnen Gerät eingegliedert sein. Es ist
auch anzumerken, daß,
wenngleich in 1 sowohl der Ablationsenergiegenerator 13 als
auch das Aufzeichnungsgerät 17 dargestellt
sind, auch jedes einzelne oder beide dieser Geräte in einem erfindungsgemäßen Kathetersystem
eingegliedert sein können.
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Der
Schaftabschnitt 3 des Katheters 1 weist in einem
Ausführungsbeispiel
einen Durchmesser von 7 French auf, wobei anzumerken ist,
daß viele andere
Durchmesser möglich
sind, und der Durchmesser des Schaftabschnitts 3 in Abhängigkeit
von der spezifischen Anwendung und/oder Kombination von Merkmalen,
die in dem Katheter eingegliedert sind, auch kleiner oder größer sein
kann. Der Schaftabschnitt 3 umfaßt einen distalen Aufsatzbereich 21 mit
mehreren, beispielsweise zwei oder mehr, Elektroden. Wie im folgenden
beschrieben wird, können die
Elektroden in verschiedenen unterschiedlichen Konfigurationen angeordnet
werden und können
Kartierungs- und/oder Ablationselektroden umfassen. Gemäß eines
Ausführungsbeispiels
der Erfindung ist der distale Aufsatzbereich 21 ungefähr acht
mm lang.
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Distaler Aufsatzbereich
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Im
folgenden wird auf die 2 und 3 Bezug
genommen, die eine seitliche Aufrißansicht des distalen Aufsatzbereichs 21 des
Katheters 1 entlang der Linie 2-2 aus 1 bzw.
eine Stirnaufrißansicht
des distalen Aufsatzbereichs 21 des Katheters 21 entlang
Linie 3-3 aus 2 darstellen. Der distale Aufsatzbereich 21 ist
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
mit einem ersten Satz von Kartierungselektroden 47, einem
zweiten Satz von Kartierungselektroden 49 und einer Bandelektrode 51 versehen. Die
Elektroden können
aus einem beliebigen geeigneten biokompatiblen, elektrisch leitfähigen Material ausgebildet
sein (z.B. Platin, Gold, Titan, Iridium, rostfreier Stahl). Die
Kartierungselektroden 47, 49 weisen ungefähr einen
Durchmesser von 0.5 bis 1.5 mm auf, wenngleich sie gemäß der Erfindung
auch kleiner oder größer sein
können.
Die Größe der Kartierungselektroden 47, 49 wird
teilweise aufgrund Überlegungen
hinsichtlich der Signalqualität
festgelegt, die mit zunehmender Elektrodengröße und zunehmender Elektrodenisolierung
(d.h. Abstand zwischen den Elektroden) zunimmt.
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Die
Elektroden können
verschiedene Formen aufweisen. In 2 sind Kartierungselektroden 47, 49 gezeigt,
die eine Kreisform aufweisen. Allerdings können die Kartierungselektroden 47, 49 alternativ
auch rechteckig, oval, hexagonal, oktogonal sein, oder eine beliebige
andere Form aufweisen, die sich der Fachmann leicht vorstellen kann.
Wenngleich die Kartierungselektroden 47, 49 ferner
in 2 und in den 3–5 und 7–12 in Kuppelform
dargestellt sind, können
die Kartierungselektroden der jeweils dargestellten Ausführungsbeispiele
alternativ auch flach sein, so daß sie eine höhere Bündigkeit
mit der Oberfläche
des distalen Aufsatzbereichs 21 aufweisen, wie beispielsweise
durch die Kartierungselektroden 48, 50 in 6 gezeigt
ist. In 2 ist die Bandelektrode 51 flach
gezeigt, sie kann aber alternativ auch eine gekrümmte Oberfläche aufweisen.
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Im
folgenden wird auf die 4 und 5 Bezug
genommen, die eine seitliche Querschnittsansicht des distalen Aufsatzbereichs 21 des
Katheters 1 entlang der Linie 4-4 aus 3 bzw.
eine axiale Querschnittsansicht des distalen Aufsatzbereichs 21 des
Katheters 1 entlang der Linie 5-5 aus 4 darstellen.
Wie zu sehen ist, sind die Leitungen 52, 53, 54 mit
den jeweiligen Elektroden 47, 49 bzw. 51 des Katheters 1 verbunden.
Diese Leitungen 52, 53, 54, die zwischen
3/1000 mm und 20/1000 mm aufweisen, ermöglichen bei einer Verwendung
in einer Kartierungsanwendung eine Übertragung elektrischer Signalinformationen
von den Kartierungselektroden 47, 49 und der Bandelektrode 51 zum
Anschlußstück 7,
das wiederum mit der Steuereinheit 9 (1)
verbunden ist. Wenn die Elektrode 51 in einer Ablationsanwendung
verwendet wird, kann die damit verbundene Leitung 54 verwendet
werden, um Ablationsenergie vom Ablationsenergiegenerator 13 über das Anschlußstück 7 zur
Elektrode zu übertragen.
Die Leitungen 52, 53, 54 werden mit den
Elektroden durch Löten,
Schweißen
oder einem anderen geeigneten Mittel zur Verbindung der Leitungen
mit den Elektroden verbunden, um eine elektrische Verbindung 55 zu
bilden. Die Kartierungselektroden 47, 49 können im
wesentlichen eine Pilzform aufweisen, und können einen im wesentlichen
zylindrischen "Stiel"-Abschnitt 48 aufweisen.
Wie in den 4 und 5 zu sehen
ist, kann der zylindrische Stiel 48 jeder Elektrode 47, 49 am
Sockel 46 des Stiels einen größeren Durchmesser aufweisen,
so daß verhindert wird,
daß die
Elektrode aus dem distalen Aufsatzbereich 21 heraustritt.
Der distale Aufsatzbereich 21 kann am Ort jeder Elektrode
angesengt sein, so daß die
Elektroden innerhalb eines ausgesparten Bereichs des distalen Aufsatzbereichs 21 angeordnet sind.
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Die
Kartierungselektroden 47, 49 und die Bandelektrode 51 sind
in Öffnungen
innerhalb eines distalen Aufsatzes 57 angeordnet, der den
distalen Aufsatzbereich 21 des Katheters 1 bedeckt.
Der distale Aufsatz 57 kann in einem Ausführungsbeispiel aus
einem beliebigen elektrisch nicht leitenden, biokompatiblen Material
ausgebildet sein. Beispielsweise kann der distale Aufsatz 57 aus
Polyamid, Epoxid, Kunststoff, Nylon oder einem beliebigen anderen
geeigneten Material ausgebildet sein. Zusätzlich zur Bereitstellung einer
beständigen
Oberfläche
isoliert der distale Aufsatz 57 die Elektroden auf dem
distalen Aufsatzbereich 21 voneinander.
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Gemäß eines
Aspekts der Erfindung ist der distale Aufsatzbereich 21 mit
einem Paar von Kartierungselektroden 47 am distalen Ende
des Katheters 1 versehen. Das Paar von Kartierungselektroden 47 ist
gemäß eines
Ausführungsbeispiels
der Erfindung auf dem kuppelförmigen
Bereich 20 des distalen Aufsatzes 57 angeordnet,
nicht aber auf dem zylindrisch geformten Bereich 22 des
distalen Aufsatzes 57. Ferner können die Kartierungselektroden 47 in
einem Ausführungsbeispiel
unter einem Winkel von 45° bezüglich einer
Achse C-C liegen, die sich der Länge lang
entlang der Länge
des Katheters 1 durch dessen Zentrum erstreckt. Die Kartierungselektroden 47 können voneinander
ungefähr
1 mm beabstandet sein. Der Fachmann wird erkennen, daß für die Kartierungselektroden 47 auch
andere Winkel und andere Beabstandungen vorgesehen werden können.
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Das
Paar von Kartierungselektroden 47 kann auch verwendet werden,
um, beispielsweise, einen Ort der niedrigsten Leitfähigkeit
auf der Septumswand zu bestimmen, oder einen bevorzugten Ort für die Punktion
der Septumswand während
eines transseptalen Verfahrens. Jede der Kartierungselektroden 47 kann
ein Spannungssignal detektieren, das über Leitungen 53 zur
Steuereinheit 9 übertragen
wird. Die Spannung kann durch jede Elektroden 47 instantan oder
kontinuierlich gemessen werden. Kontinuierliche Spannungsmessungen
erzeugen für
jede Elektrode 47 ein Elektrogramm (ein zeitveränderliches Spannungssignal).
Die durch jede Elektrode 47 erfaßte Spannung kann bezüglich einer
Referenzelektrode ermittelt werden, was als unipolare Spannungsmessung
bezeichnet wird, oder bezüglich
der anderen Elektrode 47 des Paars, was als bipolare Spannungsmessung
bezeichnet wird. So kann das Paar von Kartierungselektroden 47 zwei
unipolare Elektrogramme erzeugen, jedes jeweils bezüglich einer
Referenzelektrode, die an anderer Stelle auf dem Katheter 1 lokalisiert
ist, oder ein einzelnes bipolares Elektrogramm, das die Spannung
zwischen den jeweiligen Elektroden 47 des Paars repräsentiert.
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Im
bipolaren Modus ermöglicht
die Verwendung von zwei Elektroden 47 eine Bestimmung der Spannung
zwischen den Elektroden. Bei der unipolaren Anordnung ermöglicht die
Verwendung von zwei Elektroden einen zusätzlichen Datenpunkt für die Lokalisierung
des bevorzugten Punktionsortes. Beispielsweise kann, falls eine
erste Elektrode des Paars ein Signal mit einer niedrigeren Amplitude
erfaßt
als die zweite Elektrode des Paars, diese Informationen verwendet
werden, um anzuzeigen, daß der
distale Aufsatzbereich 21 des Katheters 1 in Richtung
der ersten Elektrode, in Richtung des Signals niedrigerer Amplitude,
bewegt werden sollte. Es sei auch bemerkt, daß, obgleich die Elektroden 47 als ein
Elektrodenpaar beschrieben werden, gemäß der Erfindung alternativ
auch eine einzelne Elektrode oder mehr als zwei Elektroden auf dem
distalen Aufsatzbereich 21 verwendet werden können.
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Ein
Punkt reduzierter Leitfähigkeit
wird durch ein vermindertes oder minimiertes Spannungssignal von
einer oder mehreren der Elektroden 47 repräsentiert.
Dieser Punkt kann durch einen Computeralgorithmus und/oder eine
menschliche Bedienungsperson erfaßt werden. Beispielsweise kann
die Steuereinheit 9 einen Algorithmus implementieren, der
das kontinuierliche Spannungssignal über eine Zeitspanne integriert
und den sich ergebenden Wert mit einem vorbestimmten Wert oder mit
anderen berechneten Werten vergleicht, um zu ermitteln, ob das Spannungssignal
ausreichend niedrig ist, um einen Punkt niedrigster Leitfähigkeit
oder einen bevorzugten Punktionsort anzuzeigen.
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Wir
haben herausgefunden, daß Elektroden mit
einer Größe von ungefähr einem
mm, die ungefähr
einen mm voneinander entfernt sind und unter einem Winkel von ungefähr 45° bezüglich der
Achse C-C stehen eine genaue Bestimmung des Foramen ovale während transseptaler
Verfahren ermöglicht.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung ist der distale Aufsatzbereich 21 mit
einer Gruppe von Kartierungselektroden 49 versehen, die
umlaufend um den distalen Aufsatzbereich 21 des Katheters 1 angeordnet
sind. Im folgenden wird auf die 2 bis 12 Bezug
genommen, die jeweils Seitenansichten bzw. perspektivische Ansichten
des distalen Aufsatzbereichs 21 gemäß dieses Aspekts der Erfindung
darstellen. Die Gruppe von Kartierungselektroden 49 sind
auf dem zylindrisch geformten Bereich 22 des distalen Aufsatzbereichs 21 in
einer Ebene angeordnet, die senkrecht zur Achse C-C (4)
steht. Die Kartierungselektroden 49 können gleichmäßig voneinander
beabstandet sein und können
einen Abstand von wenigstens der Hälfte des Durchmessers jeder
Elektrode aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel umfaßt die Gruppe
von Kartierungselektroden 49 vier Elektroden, obgleich
andere Elektrodenanzahlen (zum Beispiel zwei, drei, fünf, sechs)
erfindungsgemäß ebenfalls
möglich
sind.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung ist der distale Aufsatzbereich 21 mit
mehreren Gruppen von Kartierungselektroden 49 versehen,
die umlaufend um den distalen Aufsatzbereich 21 des Katheters 1 angeordnet
sind. Wie in 10 ist, kann der Katheter 1 mit
vier Gruppen von Kartierungselektroden 49 versehen sein,
die beispielsweise jeweils vier Elektroden umfassen können. Die
Beabstandung der Gruppen von Elektroden 49 beträgt in einem
Ausführungsbeispiel
ungefähr
zwei Millimieter.
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Eine
oder mehrere Gruppen von Kartierungselektroden 49 können verwendet
werden, um die Intensität,
Richtung und Geschwindigkeit von elektrischen Signalen des Herzens
zu bestimmen. Die Gruppenkonfiguration der Kartierungselektroden 49 weist
gegenüber
bestimmten Elektroden Vorteile auf, zum Beispiel gegenüber Bandelektroden,
die nicht denselben Differenzierungsgrad zwischen Signalen ermöglichen.
Beispielsweise kann eine Bandelektrode nicht zwischen Signal differenzieren,
die von verschiedenen Bereichen des Umfangs des Katheters empfangen
werden. Im Gegensatz dazu ermöglicht
eine Gruppe von vier Elektroden eine Differenzierung zwischen Signalen
aus jedem Quadranten des Umfangs des Katheters und liefert deshalb
mehr Richtungsinformationen als eine Bandelektrode. Mehrere Gruppen
von Kartierungselektroden 49 ermöglichen einen höheren Differenzierungsgrad
zwischen Signalen, die an verschiedenen Punkten entlang der Länge des
Katheters empfangen werden. Da die von den verschiedenen Elektroden
empfangenen Signale verglichen werden können, kann ferner die Fortpflanzung
eines Signals entlang der Länge des
Katheters verfolgt werden und die Intensität, Richtung und Geschwindigkeit
des sich fortpflanzenden elektrischen Signals berechnet werden.
Gruppen von Kartierungselektroden ermöglichen ferner eine Differenzierung
zwischen Signalen lokalen oder entfernten Ursprungs, basierend auf
einem Vergleich von Signalen, die durch benachbarte Elektroden empfangen
werden. Falls beispielsweise ein Signal von aufeinanderfolgenden
benachbarten Elektroden immer schwächer gemessen wird und von
aufeinanderfolgenden Elektroden mit konstanten Zeitabständen empfangen
wird, so kann man feststellen, daß das Signal einen entfernten
Ursprung hat (d.h. ein "Fernfeld"-Signal). Dagegen
kann man, wenn ein Signal von einer bestimmten Elektrode stärker empfangen
wird als von den benachbarten Elektroden und nicht früher empfangen
wird als von den benachbarten Elektroden, feststellen, daß das Signal
einen lokalen Ursprung hat (d.h. ein "Nahfeld"-Signal). Deshalb kann die Konfiguration
der Kartierungselektrode 49 ein Kartierungskatheter hoher
Auflösung
bereitstellen.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung ist der distale Aufsatzbereich 21 mit
einer Reihe von Kartierungselektroden 61 versehen, die
entlang der Länge
des distalen Aufsatzbereichs 21 angeordnet sind. Wie in 11 dargestellt
ist, kann jede Elektrode 61 von jeder benachbarten Elektrode
entlang der Länge
des Katheters 1 gleichmäßig beabstandet sein.
Die Elektroden 61 können ähnlich sein
zu den Elektroden anderer Ausführungsbeispiele
und einen Durchmesser zwischen ungefähr 0.5 und 1.5 mm aufweisen.
In einem Ausführungsbeispiel
ist der Katheter mit vier Kartierungselektroden 61 versehen, die
um den distalen Aufsatzbereich 21 herum angeordnet sind,
wenngleich auch mehr oder weniger Kartierungselektroden 61 verwendet
werden können. Die
Beabstandung der Elektroden 61 beträgt in einem Ausführungsbeispiel
ungefähr
einen mm.
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Die
Reihen von Kartierungselektroden 61, die sich entlang der
Länge des
distalen Aufsatzbereichs 21 erstrecken, können zur
Bestimmung der Kontinuität
einer Linie von Läsionen
verwendet werden, die beispielsweise durch ein "Ziehen und Brennen"-("Drag-and-Burn")-Ablationsverfahren
gebildet wurde. Ein Spannungssignal kann zwischen jeweils benachbarten
Kartierungselektroden 61 in einer Reihe von Elektroden
gemessen werden. Die Steuereinheit 9 kann jedes Spannungssignal
verarbeiten und beispielsweise feststellen, ob das Spannungsniveau eines
Signals einen bestimmten Schwellenwert übersteigt, was anzeigt, daß eine Lücke in den
Läsionen vorliegt.
Allgemeiner kann die Reihe von Kartierungselektroden 61 verwendet
werden, um für
jeden Teil des Herzgewebes die Leitfähigkeit des mit den Elektroden
im Kontakt stehenden Herzgewebes zwischen beliebigen benachbarten
oder nicht-benachbarten Paaren von Elektroden 61 zu ermitteln.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung ist der distale Aufsatzbereich 21 mit
einer bandförmigen
Elektrode versehen, die auf dem distalen Aufsatz 57 des
Katheters 1 angeordnet ist. Wie in den 2 bis 12 dargestellt
ist, kann die bandförmige
Elektrode 51 als Referenzelektrode für andere Elektroden auf dem
Katheter 1 dienen, wobei andere Spannungen von anderen
Elektroden bezüglich der
bandförmigen
Elektrode 51 ermittelt werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung dient die bandförmige
Elektrode als eine Ablationselektrode und wird mit Ablationsenergie
versorgt, um eine Ablation durchzuführen. Im folgenden wird auf 6 Bezug
genommen, die eine bandförmige
Ablationselektrode 63 darstellt. Die bandförmige Ablationselektrode 63 kann
mit HF-Energie für
die Ablation versorgt werden und kann wenigstens 4 mm Länge aufweisen,
um die Ablation zu vereinfachen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind eine bandförmige
Ablationselektrode und ein bandförmiger
Temperatursensor vorgesehen. Im folgenden wird auf 7 Bezug
genommen, die eine bandförmige
Ablationselektrode 65 und einen bandförmigen Temperatursensor 67 zeigt.
Der Temperatursensor 67 kann ein Thermoelement, ein Thermistor
oder ein anderes Bauteil zur Erfassung der Temperatur sein. Der
Temperatursensor 67 erfaßt die Hitze des Gewebes während der
Ablation mittels der bandförmigen
Ablationselektrode 65. Die Temperaturerfassung während der
Ablation ist wichtig, da überhitztes Gewebe
explodieren oder verkohlen kann, was Fremdkörper in den Blutstrom einführt. Die
bandförmige
Ablationselektrode 65 ist über eine Leitung 66 mit
dem Anschlußstück 7 verbunden,
das wiederum mit dem Ablationsenergiegenerator 13 verbunden
ist; der bandförmige
Temperatursensor 67 ist über eine Leitung 68 mit
dem Anschlußstück 7 verbunden,
das wiederum mit der Ablationssteuereinheit 9 verbunden
ist. Die bandförmige
Elektrode 51 kann sowohl als Referenzelektrode als auch
als Ablationselektrode dienen und die Steuereinheit oder eine menschliche
Bedienungsperson kann zwischen verschiedenen Anwendungen wechseln.
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Bisher
wurde der distale Aufsatz 57 als elektrisch nicht leitfähig beschrieben.
Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung kann der distale Aufsatz 57 aus
einem elektrisch leitfähigen
Material aufgebaut sein.
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Wie
in 12 gezeigt ist, ist der distale Aufsatz 57 um
die Kartierungselektroden 47, 49 und die bandförmige Elektrode 51 angeordnet.
Der distale Aufsatz 57 ist über die Leitung 75 mit
dem Anschlußstück 7 verbunden,
das wiederum mit dem Ablationsenergiegenerator 13 verbunden
ist. Der distale Aufsatz 57 kann aus jedem beliebigen geeigneten
biokompatiblen, elektrisch leitfähigen
Material (z.B. Platin, Gold, Titan, Iridium, rostfreier Stahl) ausgebildet sein.
Um die Kartierungselektroden 47, 49 und die bandförmige Elektrode 51 von
dem leitfähigen
distalen Aufsatz 57 zu isolieren, sind isolierende Hüllen 77 bzw.
isolierende Hüllen 79 vorgesehen.
Die isolierenden Hüllen 77 und
die isolierenden Hüllen 79 können sich über die
Kartierungselektroden 47, 49 und die bandförmige Elektrode 51 hinaus über die
Oberfläche
des distalen Aufsatzes 57 in einer dichtungsartigen Ausbildung
erstrecken. Wenn der leitfähige
distale Aufsatz 57 mit HF-Ablationsenergie versorgt wird,
wie im folgenden beschrieben wird, so kann sich HF-Energie an den
Rändern
der Öffnungen
des distalen Aufsatzes 57 konzentrieren. Eine Isolierung der
Randbereiche von Gewebekontakt kann verhindern, daß überschüssige Ablationsenergie
von den Randbereichen des distalen Aufsatzes 57 an das
Gewebe abgegeben wird.
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Der
leitfähige
distale Aufsatz 57 kann verwendet werden, um Ablationsenergie
an einen gewünschten
Bereich des Gewebes zu liefern. Die Ablationsenergie kann beispielsweise
HF, Gleichstrom, Ultraschall, Mikrowellen oder Laserstrahlung sein. Die
Ablation kann in einem Blutgefäß durchgeführt werden,
zum Beispiel der Lungenvene, oder einem Bereich des Herzens, zum
Beispiel dem linken Atrium. Für
die Ablation von Gewebe, das sich mit dem distalen Aufsatzbereich 21 in
Kontakt befindet, kann Ablationsenergie über den distalen Aufsatz 57 zugeführt werden.
Falls beispielsweise eine Elektrode auf dem distalen Aufsatzbereich 21 einen
Arrhythmie-Fokusort in der Nähe
der Elektrode erfaßt,
kann der Bereich des distalen Aufsatzes 57, der dieser Elektrode
am nächsten
ist, zur Ablation des Gewebes verwendet werden. Vorteilhafterweise
ist eine Neupositionierung des Katheters 1 zwischen der
Erfassung eines Arrhythmie-Fokusortes mittels einer Kartierungselektrode
und der Ablation des Arrhythmie-Fokusortes
mittels des leitfähigen
distalen Aufsatzes 57 nicht erforderlich. Da die Ablation
auf einen bestimmten interessierenden Bereich beschränkt werden
kann, kann ferner eine Ablation großer Gewebebereiche vermieden
werden, wodurch die Verletzung des Gewebes weniger stark ist.
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Das
in 12 dargestellte Ausführungsbeispiel hat verschiedene
Vorteile. Der Katheter ist in der Lage, in einem einzelnen Katheter
zwei Funktionen, Kartierung und Ablation, zur Verfügung zu
stellen, wobei der Katheter so konstruiert und angeordnet ist, daß er jede
dieser Funktionen einzeln und unabhängig bereitstellt. Die Auslegung
des Katheters für
hochauflösende
Kartierungsfunktionen beeinträchtigt
nicht die Auslegung für
Ablationsfunktionen. Der Katheter kann so konstruiert werden, daß er jede dieser
Funktionen optimiert. Beispielsweise kann die geringe Größe und der
Ort jeder Kartierungselektrode 49 auf dem distalen Aufsatzbereich 21 so
gewählt werden,
daß eine
Messung elektrischer Aktivität
mit hoher Auflösung
und ein geeigneter Grad an Gewebekontakt ermöglicht wird, jedoch ohne Beeinflussung
von entweder benachbarten Elektroden oder anderem Gewebe, das nicht
von Belang ist. Für
Ablationsverfahren ist es wünschenswert,
eine hohe thermische Masse zu haben, um dem Gewebe mehr Energie
zuzuführen,
und es ist auch wünschenswert, eine
größere Oberfläche zu haben,
um die Energie ohne Überhitzung
auf das Gewebe zu übertragen. Der
leitfähige
distale Aufsatz 57 ist in der Lage, diese Anforderungen
zu erfüllen,
da seine Oberfläche
und Masse wesentlich größer sind
als die Kartierungselektroden 49. Das Einsetzen der kleinen
Kartierungselektroden 49 in Öffnungen in dem größeren leitfähigen distalen
Aufsatz 57 ermöglicht
eine Durchführung
von Kartierungs- und Ablationsverfahren mit einem einzelnen Katheter.
Da die Kartierungselektroden und der leitfähige distale Aufsatz unabhängig voneinander
betrieben werden können,
können
zudem Kartierungs- und Ablationsverfahren gleichzeitig oder in einer
beliebigen Sequenz durchgeführt
werden, beispielsweise vor, während
und/oder nacheinander.
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Lenkung
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Der
Katheter 1 kann eine lenkfähige Vorrichtung sein. Im folgenden
wird wieder auf 1 Bezug genommen, um eine mögliche Anwendung
für einen Lenkmechanismus
für den
Katheter 1 zu beschreiben. Der Katheter 1 ist
mit einem Kathetergriff 5 verbunden, der eine Lenksteuerung
des distalen Endes des Katheters 1 ermöglicht. In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein Steuerungsschalter 23 mechanisch
mit einem Lenkdraht 25 gekoppelt, der wiederum mechanisch
mit dem distalen Aufsatzbereich 21 des Katheters 1 gekoppelt
ist. Wie in 4 zu sehen ist, kann in dem
distalen Aufsatzbereich 21 ein Anker 59 vorgesehen
werden, um das Lenkkabel 25 im Inneren des Katheters 1 zu
befestigen. Die Spannung auf dem Lenkkabel 25 kann durch
den Steuerungsschalter 23 eingestellt werden, um einen flexiblen
Bereich des distalen Endes des Katheters 1 einzustellen.
Insbesondere kann der Steuerungsschalter 23 längs entlang
des Steuerungsgriffes 5 bewegt werden, um die Krümmung des
distalen Endes des Katheters 1 zu steuern. Beispielsweise
kann der Steuerungsschalter 23 in Richtung des proximalen Endes
des Katheters 1 geschoben werden, um das distale Ende des
Katheters 1 in die Position 27 zu bewegen, und
in Richtung des distalen Endes des Steuerungsgriffes 5,
um das distale Ende des Katheters 1 in die Position 29 zu
bewegen. Der Steuerungsschalter 23 kann auch in eine Position
geschoben werden, die in der Mitte zwischen der vorderen und der hinteren
Position liegt, um das distale Ende des Katheters 1 in
einer ungekrümmten
Position auszurichten.
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Es
sei auch bemerkt, daß,
obgleich in 1 eine Lenkung in einer einzelnen
Ebene dargestellt ist, der Katheter in einer beliebigen Anzahl von
Richtungen, in einer oder mehreren Ebenen, gelenkt werden kann.
Obgleich die mechanische Steuerung des Lenkkabels 25 durch
den Steuerungsschalter 23 dargestellt ist, kann ferner
die Steuerung auch elektrisch implementiert werden, so daß die Bewegung
eines Steuerungsschalters 23 entlang der Länge des
Steuerungsgriffes 5 nicht erforderlich ist. Die Steuerung kann
auf dem Steuerungsgriff 5 implementiert werden, oder mittels
eines Geräts,
das sich extern zur Katheteranordnung befindet. Die US-Patente mit
den Nummern 5,383,852, 5,462,527, und 5,611,777 stellen verschiedene
zusätzliche
Ausführungsbeispiele und
Merkmale des Steuerungsgriffes 5 dar, die für die Lenkung
des Katheters 1 verwendet werden können.
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Lokalisierung
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Die
Lokalisierung bezieht sich auf eine Anzahl von Techniken, mittels
derer der Ort des Katheters 1 in einem Patienten ermittelt
werden kann. Vorrichtungen und Verfahren zur Lokalisierung können in
dem Katheter 1 einbezogen werden.
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Im
folgenden wird auf 8 Bezug genommen, die eine Querschnittsansicht
des distalen Aufsatzbereichs 21 des Katheters 1 umfassend
einen elektromagnetischen Sensor 69, der zur Lokalisierung
verwendet werden kann, darstellt. Der elektromagnetische Sensor 69 kann
innerhalb des Schafts des Katheters 1 unter Verwendung
eines geeigneten Mittels wie beispielsweise Kleben oder Löten befestigt
werden. Der elektromagnetische Sensor 69 erzeugt Signale,
die den Ort des elektromagnetischen Sensors anzeigen. Eine Leitung 71 verbindet
den elektromagnetischen Sensor 69 elektrisch mit der Steuereinheit 9,
wodurch eine Übertragung
der erzeugten Signale zur Steuereinheit 9 ermöglicht wird, um
diese dort zu verarbeiten.
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Zusätzlich zu
dem an dem Katheter 1 befestigen elektromagnetischen Sensor 69 ist
ein zweiter elektromagnetischer Sensor (nicht gezeigt) vorgesehen,
der bezüglich
dem Patienten fest ist. Der zweite elektromagnetische Sensor ist
zum Beispiel am Körper
des Patienten befestigt und dient als Referenzsensor. Ein magnetisches
Feld wird bereitgestellt, dem die elektromagnetischen Sensoren ausgesetzt werden.
Spulen innerhalb eines elektromagnetischen Sensors erzeugen, wenn
sie dem magnetischen Feld ausgesetzt sind, elektrische Ströme. Der
von den Spulen eines jeweiligen Sensors erzeugte elektrische Strom
entspricht einer Position des jeweiligen Sensors innerhalb des Magnetfelds.
Signale, die von dem elektromagnetischen Referenzsensor und dem am
Katheter befestigten elektromagnetischen Sensor 69 erzeugt
werden, werden von der Steuereinheit 9 analysiert, um eine
genaue Lokalisierung des am Katheter 1 befestigten elektromagnetischen
Sensors 69 sicherzustellen.
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Ferner
können
die Signale verwendet werden, um eine Konturkarte des Herzens zu
erstellen. Die Karte kann erzeugt werden, indem der Katheter 1 bei
einer Anzahl von Orten entlang der Herzwand mit dem Herzgewebe in
Verbindung gebracht wird. An jedem Ort werden die durch die elektromagnetischen
Sensoren erzeugten elektrischen Signale zur Steuereinheit 9 übertragen,
oder zu einem anderen Prozessor, um den Ort des Katheters 1 zu
bestimmen und aufzuzeichnen. Die Konturkarte wird erzeugt, indem
die Ortsinformation für
jeden Kontaktpunkt kompiliert wird. Diese Karte kann mit Herzsignaldaten korreliert
werden, die von einer oder mehreren Elektroden auf dem Katheter
für jeden
Ort gemessen werden, um eine Karte der Form und der elektrischen
Aktivität
des Herzens zu erzeugen. Die von den elektromagnetischen Sensoren
erzeugten Signale können auch
analysiert werden, um eine Verschiebung des Katheters 1 zu
ermitteln, die durch den Herzschlag erzeugt wird.
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Als
Alternative zur Verwendung von elektromagnetischen Sensoren können auch
andere konventionelle Techniken für die Lokalisierung des Katheters 1 verwendet
werden, wie beispielsweise Ultraschall oder Kernspintomographie
(MRI).
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Zudem
kann in den Katheter 1 auch ein Impedanz-basierter Sensor
einbezogen werden. In einem Impedanz-basierten System werden verschiedene,
beispielsweise drei, hochfrequente Signale entlang verschiedener
Achsen erzeugt. Die Katheterelektroden können verwendet werden, um diese
Frequenzen zu erfassen, und durch eine geeignete Filterung kann
die Stärke
des Signals und somit die Position des Katheters bestimmt werden.
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Der
Fachmann wird erkennen, daß der
Aufbau des Katheters 1 optimiert werden kann, um die verschiedenen
Lokalisierungsverfahren zu verwenden.
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Irrigation
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Irrigation
bezieht sich auf eine beliebige einer Vielzahl von Techniken, bei
denen eine Flüssigkeit
in die Umgebung eingeführt
werden kann, die den distalen Aufsatz 21 umgibt. Vorrichtungen
und Verfahren zur Irrigation können
in den Katheter 1 eingegliedert werden. Die Flüssigkeit
kann eine Kontrastflüssigkeit,
eine Kühlflüssigkeit
(insbesondere während Operationsverfahren),
eine anti-thrombogene Flüssigkeit
oder eine andere Medizin sein. Um die Flüssigkeit einzuführen, kann
im Inneren des Schaftabschnitts 3 ein Hohlraum vorgesehen
werden, der die Irrigationsflüssigkeit
von dem proximalen Ende des Katheters 1 zum distalen Aufsatz 21 transportiert.
Die Irrigationsflüssigkeit
kann in der Umgebung um den distalen Aufsatz 21 verteilt
werden durch Öffnungen, die
im distalen Aufsatz selbst vorgesehen sind, und/oder durch Öffnungen
im Katheterschaftabschnitt 3 nahe am distalen Aufsatz 21.
Alternativ können
eine oder mehrere der Elektroden in dem distalen Aufsatz 59,
wie beispielsweise die Elektroden 49, entfernt werden und
die Irrigationsflüssigkeit
durch die so erzeugten Öffnungen
geleitet werden. Alternativ kann die Irrigationsflüssigkeit
durch Öffnungen
in beispielsweise den isolierenden Hüllen 77 in die Umgebung
um den distalen Aufsatz 21 eingeführt werden.
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Temperaturerfassung
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Temperaturerfassung
bezieht sich auf eine Anzahl von Techniken, mit denen die Temperatur
in der Umgebung um den distalen Aufsatz 21 gemessen werden
kann. Die Temperaturmessung ist wichtig, insbesondere während Ablationsverfahren,
um eine Überhitzung
oder Verkohlung von Gewebe zu vermeiden. Der Katheter der vorliegenden
Erfindung kann gleichzeitig eine Messung der Temperatur des distalen
Aufsatzes 21 und der Kartierungselektroden ermöglichen.
Die Temperatur des distalen Aufsatzes kann dann verwendet werden,
um eine Feedback-Regelung des Ablationsenergiegenerators 13 zu
ermöglichen,
und die Temperatur der Kartierungselektroden kann überwacht
werden, um sicherzustellen, daß das
Gewebe, das der Ablation unterzogen wird, tatsächlich zerstört wird
oder elektrisch nicht leitfähig
gemacht wird.
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Ein
Temperatursensor oder -Sensoren, beispielsweise aber nicht beschränkt auf
ein oder mehrere Thermoelemente 81 (in 12 dargestellt),
können
an dem Katheter 1 befestigt werden, um während Ablationsverfahren
die Temperatur zu erfassen. Ein Temperatursensor kann mit dem Herzgewebe
in Kontakt sein (z.B. Temperatursensor 67 aus 7) oder
kann auch, alternativ, nicht mit dem Herzgewebe in Kontakt sein
(z.B. Temperatursensor 81 aus 12). In
einem anderen Ausführungsbeispiel
können
die Temperatursensoren innerhalb der Kartierungselektroden 47, 49, 51 angeordnet
sein, beispielsweise in einem Loch, das in die Elektrode gebohrt
ist. Der Fachmann wird erkennen, daß in jeder speziellen Konfiguration
des Katheters 1 auch mehr als ein Temperatursensor verwendet
werden kann.
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Anwendungsverfhahren
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Wie
oben beschrieben kann das Kathetersystem der Erfindung für Kartierungs-
und/oder Ablationsanwendungen verwendet werden. In einem Ausführungsbeispiel
wird die Kartierung oder die Ablation im Herzen eines Patienten
durchgeführt.
Bei der Kartierungsanwendung können
mehrere Signale vom Herzgewebe über
mehrere Elektroden auf dem Katheter empfangen werden. Jede Elektrode
kann ein kontinuierliches Signal (d.h. Elektrogramm) vom Herzgewebe
messen. Das kontinuierliche Signal kann die Zeitveränderung
der Spannung des mit der Elektrode in Kontakt stehenden Herzgewebes
bezüglich
einer Referenzspannung repräsentieren.
Die Referenzspannung kann erhalten werden, indem eine spezielle
Referenzelektrode oder eine andere Meßelektrode verwendet wird.
Die Qualität
des von jeder Elektrode empfangenen Signals verbessert sich mit
sowohl zunehmender Größe der Elektrode als
auch mit zunehmender Stärke
der Isolierung der Elektrode.
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Vorzugsweise
werden mehrere Elektroden eingesetzt, so daß gleichzeitig mehrere Elektrogramme
erhalten werden können.
Dies ergibt mehrere Datenpunkte, was in einer präziseren Kartierung des Herzsignals
und einer kürzeren
erforderlichen Meßzeit
resultiert. Eine kürzere
Meßzeit
reduziert vorteilhafter Weise die Aussetzung von Patienten und Ärzten gegenüber Röntgenstrahlen
während
einer während
dem Katheterverfahren eingesetzten Durchleuchtung.
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Die
Kartierungsfunktion des Katheters hat eine Anzahl unterschiedlicher
Anwendungen. In einer Anwendung wird der Katheter verwendet, um
die Leitfähigkeit
an verschiedenen Punkten der Septumswand, die die linke Hälfte des
Herzens von der rechten trennt, zu messen, um so einen bevorzugten Ort
für die
Punktion der Septumswand zu bestimmen. In einer anderen Anwendung
wird die Leitfähigkeit des
Herzgewebes zwischen benachbarten Elektroden gemessen, die sich
in Kontakt mit dem Herzgewebe befinden, um die Kontinuität einer
durch Ablation gebildeten Läsion
zu ermitteln. In wieder einer anderen Anwendung wird der Katheter
verwendet, um Signale im Herzen zu identifizieren, die charakteristisch
sind für
eine Anzahl von Zuständen
des Herzens. Beispielsweise der Fokalort einer Arrhythmie (zum Beispiel
Vorhofflimmern, AV-Knoten-Tachykardie oder Tachykardie aufgrund
des Wolff-Parkinson-White-Syndroms). Die oben beschriebenen Kartierungsanwendungen
werden im folgenden detailliert in Verbindung mit verschiedenen
Elektrodenkonfigurationen beschrieben.
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Die
von den Elektroden des Katheters gemessenen Signale können von
der Steuereinheit 9 analysiert werden. In einem Ausführungsbeispiel
findet diese Analyse in Echtzeit statt. In einem anderen Ausführungsbeispiel
werden diese Signale in einem Aufzeichnungsgerät 17 für eine spätere Analyse
gespeichert. Diese Signale können
durch eine menschlichen Bedienperson manuell verarbeitet werden, oder
durch die Steuereinheit 9 in Verbindung mit einem Verarbeitungsalgorithmus.
Der Verarbeitungsalgorithmus kann die gemessenen Signale vergleichen,
addieren, subtrahieren oder anderweitig manipulieren.
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Wie
oben beschrieben kann der Katheter auch für Ablationsverfahren verwendet
werden.
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Im
folgenden wird auf 13 Bezug genommen, die ein Verfahren
zum Einführen
des Katheters 1 in einen Patienten 31 gemäß eines
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Katheter 1 wird über ein
Blutgefäß, zum Beispiel
die Arterie unter dem Schlüsselbein,
die Drosselvene, oder die Oberschenkelvene in den Patienten eingeführt. In 13 ist
gezeigt, wie der Katheter 1 über einen Einschnitt 35 im
Oberschenkel des Patienten 31 in die Oberschenkelvene 33 eintritt.
Der Katheter 1 kann unter Verwendung eines Mantels/Dilators
(nicht gezeigt) in die Vene eingeführt werden. Der Mantel/Dilator
kann am Ort des Einschnitts verankert werden, beispielsweise indem
der Mantel/Dilator im Bereich des Einschnitts 35 an die
Haut des Patienten genäht wird.
Vom Ort des Einschnitts 35 in die Oberschenkelvene 33 kann
der Katheter 1 aus 13 unabhängig, oder
durch einen Mantel/Dilator, die untere Hohlvene 37 hoch
in das rechte Atrium des Herzens vordringen.
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Im
folgenden wird auf 14 Bezug genommen, die ein Diagramm
einer Querschnittsansicht des Herzens entlang der Linie 14-14 in 13 darstellt.
Der Katheter 1 wird gezeigt, wie er über die untere Hohlvene 37 in
das rechte Atrium 39 eintritt. Für den Übertritt des Katheters 1 in
das linke Atrium kann der Katheter 1 transseptal durch
die Septalwand 45 geführt
werden. In einem Verfahren wird eine Punktion 43 in der
Septumswand 45 am Foramen ovale durchgeführt, das
ein Bereich der Septumswand mit verringerter Dicke und verringerter
Leitfähigkeit
gegenüber
den anderen Bereichen der Septumswand ist. Wie bereits beschrieben,
werden in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung die Elektroden auf dem Katheter 1 verwendet,
um das Foramen ovale oder einen anderen für die Punktion der Septumswand
bevorzugten Ort zu lokalisieren. wie in 14 gezeigt,
durchtritt der Katheter 1 die Septumswand 45 vom
rechten Atrium 39 aus und tritt in das linke Atrium 41 ein.
Der Katheter 1 kann für
Kartierungs- und/oder Ablationsverfahren im linken Atrium 41 verwendet
werden, oder kann zur Kartierung und/oder Ablation in die Lungenvene(n)
manövriert
werden. Es ist zu bemerken, daß der
Katheter auch verwendet werden kann, um eine Kartierung und/oder
Ablation im rechten Herzen, in den Ventrikeln, oder in anderen Bereichen
des Herzens oder Blutgefäßen des
Kreislaufsystems durchzuführen,
und es ist nicht erforderlich, daß der Katheter 1 durch
die Septumswand tritt, um in diese Bereiche zu gelangen.
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Ein
Vorteil der Verwendung eines erfindungsgemäßen Katheters in dem beschriebenen Verfahren
besteht darin, daß nur
ein einzelner Katheter erforderlich ist, um (1) den Ort des Foramen
ovale für
einen Durchtritt durch die Septumswand zu bestimmen, (2) beliebige
gewünschte
Kartierungsverfahren durchzuführen,
und (3) beliebige gewünschte Ablationsverfahren
durchzuführen.
Dies vermeidet es, daß ein
Auswechseln des Katheters während
der Verfahren erforderlich ist, wie zwischen, beispielsweise Kartierungs-
und Ablationsverfahren. Er kann auch die während einer elektrophysiologischen
Untersuchung und eines Behandlungsverfahrens eines Patienten erforderlichen
Entnahme- und Wiedereinführungsvorgänge verringern.
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Die
verschiedenen Konfigurationen des Katheters, die in den Figuren
dargestellt sind, sind nur beispielhaft. Der Fachmann wird erkennen,
daß die Anzahl,
Größe, Orientierung
und Konfiguration der Kartierungselektroden und der Ablationselektroden, sowie
verschiedene Durchmesser und Längen
des Katheters abhängig
von der spezifischen Anwendung vorgesehen werden können.
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Nach
obiger Beschreibung zumindest eines illustrativen Ausführungsbeispiels
der Erfindung wird der Fachmann leicht verschiedene Abwandlungen, Modifikationen
und Verbesserungen erkennen. Es ist vorgesehen, daß derartige
Abwandlungen, Modifikationen und Verbesserungen in den Geist und
Rahmen der Erfindung fallen. Demgemäß ist die obige Beschreibung
nur beispielhaft und in keiner Weise beschränkend zu erachten. Die Erfindung
ist lediglich durch die Definition in den folgenden Ansprüchen beschränkt, sowie
auf Äquivalente
dazu.
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Beansprucht
wird: