RU2050862C1

RU2050862C1 - Device for treating tachyarrhythmia

Info

Publication number: RU2050862C1
Authority: RU
Inventors: А.С. Немков; Л.И. Меркулова; Л.В. Лебедев; М.Н. Аржелас; Х.К. Аминева; А.П. Карпов; Л.Р. Гаврилов
Original assignee: Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им.акад.И.П.Павлова
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has electrocardiograph unit which output is connected with narrow band quasimonochromatic pulse generator input, echo cardiograph unit and focussing ultrasonic emitter as physical factor exposure means. Echo cardiograph echo probe is mounted so that echo probe scanning plane intersects the focal zone of the ultrasonic emitter. EFFECT: provided remote influence on cardiac arrhythmic zone. 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно, к устройствам для лечения нарушений ритма сердца, в частности тахиаритмий. The invention relates to medicine, namely to devices for treating cardiac arrhythmias, in particular tachyarrhythmias.

Известны устройства для воздействия на аритмогенные зоны сердца путем деструкции тканей. Применение устройства для криодеструкции [Harrison L. Gallagher G. Kassell G. Anderson R. Micat Е. Нachel D. and Wallace A. Сryosurgical ablation of the AV-node His bindle. А new method for producing AV-blok. //Сirculation. 1977. Vol. 55. No.3. Р. 463-470. лазерной деструкции [Lee B. Gottdiener. Еletcher R. Rochigner Е. Ferrans U. Тranscatheter ablation: comparison between laser photoablation and electrode shock ablation in the dog. // Circulation. 1985. Vol.71. No.3. Р. 579-586. требует подведения средства физического воздействия (электрода, криозонда, световода) непосредственно к аритмогенной зоне, расположенной в глубине сердца, а значит вскрытия камер сердца, что является серьезной травмой для больного; часто необходимо применение аппарата искусственного кровообращения. Known devices for influencing arrhythmogenic zones of the heart by tissue destruction. Use of a cryodestruction device [Harrison L. Gallagher G. Kassell G. Anderson R. Micat E. Hachel D. and Wallace A. Сryosurgical ablation of the AV-node His bindle. A new method for producing AV-blok. // Circulation. 1977. Vol. 55. No.3. R. 463-470. laser destruction [Lee B. Gottdiener. Еletcher R. Rochigner E. Ferrans U. Transcatheter ablation: comparison between laser photoablation and electrode shock ablation in the dog. // Circulation. 1985. Vol. 71. No.3. R. 579-586. requires a physical means (electrode, cryoprobe, light guide) to be brought directly to the arrhythmogenic zone located deep in the heart, which means opening the heart chambers, which is a serious injury to the patient; the use of a cardiopulmonary bypass often is necessary.

Избежать этого позволяет устройство для лечения тахиаритмии [Бредикис Ю. Ю. Хирургическое лечение наджелудочковых тахикардий. Вильнюс: Москлас, 1985, 189 с. в основу которого положен принцип электродеструкции катетерным способом. Устройство представляет собой дефибриллятор, синхронизированный с электрокардиографом и соединенный с электродом. Преимуществом такого устройства является возможность выполнять электродеструкцию чрезвенозно, без вскрытия грудной клетки. Однако минимальная травма доступа сочетается с выраженным повреждением миокарда при выполнении электродеструкции разрядами энергии 200-400 Дж. Недостатком является также то, что пациент и врач в течение операции подвергаются ренгеновскому облучению вследствие применения рентгентелевизионного контроля. To avoid this, a device for the treatment of tachyarrhythmias [Bredikis Yu. Yu. Surgical treatment of supraventricular tachycardia. Vilnius: Mosklas, 1985, 189 p. which is based on the principle of electrical destruction by a catheter method. The device is a defibrillator synchronized with an electrocardiograph and connected to the electrode. The advantage of such a device is the ability to perform electro-destruction transversely, without opening the chest. However, minimal access trauma is combined with severe myocardial damage during electrical destruction by energy discharges of 200-400 J. The disadvantage is that the patient and the doctor are exposed to X-ray radiation during the operation due to the use of X-ray television control.

За прототип выбрано устройство, которое в качестве средства физического воздействия содержит генератор переменного тока высокой частоты [B. Гаверкамп, Г. Гиндрикс, М. Боргреф, Т. Будд. Г. Брейтгард. Нефармакологическое лечение аритмий сердца с использованием метода чрезкатетерной абляции. // Грудная и серд. сосуд. хирургия. 1991. N 8. С. 6-16. соединенный "активным" полюсом с электродом, рабочий конец которого, проведенный чрезвенозно в сердце под рентгеновским контролем, расположен в области аритмогенной зоны, (например, атриовентрикулярного соединения), а второй полюс, "пассивный", генератора соединен с электродом, расположенным на грудной стенке. "Активный" электрод устанавливают под рентгеновским контролем. При включении генератора кончик "активного" электрода нагревает ткани до 50-100 С, вызывая их деструкцию. При получении полной атриовентрикулярной блокады воздействие прекращают. Способ не вызывает кардиодепрессивного действия, создает локальное повреждение. The prototype of the selected device, which as a means of physical impact contains a high-frequency alternator [B. Haverkamp, G. Hindrix, M. Borgref, T. Buddhas. G. Breitgard. Nonpharmacological treatment of cardiac arrhythmias using transcatheter ablation. // Thoracic and heart. vessel. surgery. 1991. N 8.P. 6-16. connected by an "active" pole with an electrode, the working end of which, carried out transversely in the heart under x-ray control, is located in the arrhythmogenic zone (for example, the atrioventricular connection), and the second pole, "passive", of the generator is connected to the electrode located on the chest wall . The "active" electrode is installed under x-ray control. When the generator is turned on, the tip of the "active" electrode heats the tissues to 50-100 C, causing their destruction. Upon receipt of complete atrioventricular blockade, the effect is stopped. The method does not cause cardiodepressive action, creates local damage.

Недостатками способа являются инвазивность, необходимость рентгентелевизионного контроля во время процедуры, что ведет к облучению медицинского персонала и больного; требуется дорогостоящая импортная аппаратура. The disadvantages of the method are invasiveness, the need for X-ray control during the procedure, which leads to the exposure of medical personnel and the patient; Requires expensive imported equipment.

В основу изобретения положена задача создать устройство для лечения тахиаритмии, которое снизит травматичность при проведении операции за счет дистанционного воздействия сфокусированным ультразвуком на аритмогенную зону сердца. The basis of the invention is the creation of a device for the treatment of tachyarrhythmia, which will reduce the morbidity during surgery due to remote exposure by focused ultrasound to the arrhythmogenic zone of the heart.

Поставленная задача решается тем, что устройство для лечения тахиаритмии, содержащее электрокардиограф, выход которого соединен со входом генератора импульсов, и средство физического воздействия, электрически связанное с генератором, согласно изобретению дополнительно содержит эхокардиограф, генератор импульсов выполнен в виде генератора узкополосных квазимонохроматических импульсов, а средство физического воздействия в виде фокусирующего излучателя ультразвука, при этом эхозонд эхокардиографа установлен с возможностью пересечения плоскостью сканирования эхозонда фокальной области излучателя ультразвука. The problem is solved in that the device for the treatment of tachyarrhythmia, containing an electrocardiograph, the output of which is connected to the input of the pulse generator, and the means of physical action, electrically connected to the generator, according to the invention further comprises an echocardiograph, the pulse generator is made in the form of a generator of narrow-band quasimonochromatic pulses, and the means physical impact in the form of a focusing ultrasound emitter, while the echocardiograph echosond is installed with the possibility of crossing Nia scanning plane ehozonda focal region ultrasound emitter.

Такое устройство позволяет осуществить неинвазивное воздействие на аритмогенную зону сердца, обеспечивает радикальное лечение тахиаритмии, в частности, может применяться для лечения не только наджелудочковых, но и желудочковых тахикардий, что было практически невозможно без значительной травмы выполнить другими известными устройствами. Кроме того, сокращаются сроки пребывания пациента в клинике, при необходимости возможно повторное использование устройства также с малой травматизацией. Such a device allows a non-invasive effect on the arrhythmogenic zone of the heart, provides a radical treatment of tachyarrhythmias, in particular, can be used to treat not only supraventricular, but also ventricular tachycardia, which was almost impossible to perform with other known devices without significant trauma. In addition, the duration of the patient’s stay in the clinic is reduced, if necessary, reuse of the device is also possible with little trauma.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для лечения тахиаритмий; на фиг.2 и 3 варианты соединения излучателя ультразвука и эхозонда. In FIG. 1 shows a block diagram of a device for the treatment of tachyarrhythmias; figure 2 and 3 options for connecting an ultrasonic emitter and an echo pool.

Устройство для лечения тахиаритмии содержит генератор узкополосных квазимонохроматических импульсов 1, средство физического воздействия в виде фокусирующего излучателя ультразвука 2, электрически связанного с генератором 1; электрокардиограф 3, выход которого связан со входом генератора 1; эхокардиограф 4 с эхозондом 5, причем излучатель 2 связан с эхозондом 5 таким образом, что плоскость сканирования эхозонда 5 пересекает фокальную область 6 излучателя ультразвука 2. A device for treating tachyarrhythmias comprises a narrow-band quasimonochromatic pulse generator 1, a means of physical action in the form of a focusing ultrasound emitter 2, electrically connected to a generator 1; electrocardiograph 3, the output of which is connected to the input of the generator 1; an echocardiograph 4 with an echosonde 5, the emitter 2 being connected to the echosonde 5 so that the scanning plane of the echosonde 5 intersects the focal region 6 of the ultrasound emitter 2.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При помощи эхозонда 5 находят необходимое сечение сердца, ориентируясь по изображению на экране эхокардиографа 4. Определяют местоположение аритмогенной зоны относительно рабочей поверхности эхозонда 5 таким образом, как показано на фиг.2, если излучатель ультразвука 2 и эхозонд 5 расположены коаксиально, с возможностью перемещения эхозонда 5 относительно общей оси симметрии, совпадающей с общей акустической осью эхозонда и излучателя; или таким образом, как на фиг.3, если излучатель ультразвука 2 и эхозонд 5 соединены гибкой механической связью, позволяющей после определения координат аритмогенной зоны наблюдать и контролировать процесс ультразвукового воздействия из другого положения. With the help of the echosonde 5, the necessary cross-section of the heart is found, being guided by the image on the screen of the echocardiograph 4. The location of the arrhythmogenic zone relative to the working surface of the echosonde 5 is determined as shown in Fig. 2, if the ultrasound transducer 2 and the echosonde 5 are located coaxially, with the possibility of moving the echosonde 5 relative to the common axis of symmetry, coinciding with the common acoustic axis of the echosonde and emitter; or in such a manner as in FIG. 3, if the ultrasound transducer 2 and the echosonde 5 are connected by a flexible mechanical connection, which allows, after determining the coordinates of the arrhythmogenic zone, to observe and control the process of ultrasonic action from another position.

Затем включают генератор 1. Запуск генератора 1, синхронизированного с электрокардиографом 3, производится по R-зубцу электрокардиограммы (ЭКГ) пациента. Осуществляют воздействие на аритмогенные зоны до исчезновения аритмогенной активности сердца. Then turn on the generator 1. The start of the generator 1, synchronized with the electrocardiograph 3, is performed on the R-wave of the patient's electrocardiogram (ECG). They act on the arrhythmogenic zones until the arrhythmogenic activity of the heart disappears.

Контроль за точностью наведения фокальной области 6 на аритмогенную зону, а также за степенью и глубиной изменения миокарда осуществляют в паузе между импульсами воздействия по изображению на экране эхокардиографа 4. Control over the accuracy of pointing the focal region 6 to the arrhythmogenic zone, as well as the degree and depth of myocardial changes is carried out in a pause between exposure pulses from the image on the screen of the echocardiograph 4.

Электрокардиограф 3 находится в рабочем режиме в течение всей процедуры, осуществляя контроль за состоянием пациента в процессе ультразвукового воздействия, фиксируя момент изменения ритма сердца и эффективность проведенного воздействия. The electrocardiograph 3 is in operating mode throughout the procedure, monitoring the patient's condition during ultrasound exposure, recording the moment of change in heart rhythm and the effectiveness of the exposure.

Предлагаемое устройство было испытано на 12 собаках. В эксперименте были использованы эхокардиограф "Сombison" и электрокардиограф ЭКС-2Д01, предназначенный для измерения биопотенциалов сердца и синхронного наблюдения за другими физиологическими параметрами пациента. The proposed device was tested on 12 dogs. In the experiment, a Combison echocardiograph and an EKS-2D01 electrocardiograph were used, designed to measure the biopotentials of the heart and synchronously monitor other physiological parameters of the patient.

В приборе имеется выход синхроимпульса, совпадающего по времени с появлением R-зубца ЭКГ, что используется для запуска генератора ультразвуковых колебаний в момент соответствующей фазы сердечной деятельности. The device has a sync pulse output coinciding in time with the appearance of an ECG R-wave, which is used to start the ultrasonic oscillation generator at the moment of the corresponding phase of cardiac activity.

Во всех случаях была получена полная искусственная блокада атриовентрикулярного соединения (АВС), при этом в 4-х cлучаях наблюдали восстановление синусового ритма сердца через 10-15 минут, что подтверждает возможность получения не только полной, но и частичной блокады АВС. Морфология исследованных образцов миокарда, взятых из зоны воздействия, подтверждает различную степень повреждения ткани при полной и частичной блокаде АВС. In all cases, a complete artificial blockade of the atrioventricular junction (ABC) was obtained, while in 4 cases restoration of the sinus rhythm of the heart was observed after 10-15 minutes, which confirms the possibility of obtaining not only complete, but also partial blockade of ABC. The morphology of the studied myocardial samples taken from the exposure zone confirms the varying degree of tissue damage in the case of complete and partial blockade of ABC.

Применение предлагаемого устройства обеспечивает неинвазивное и радикальное лечение тахиаритмии. При необходимости возможно повторное использование устройства. The use of the proposed device provides non-invasive and radical treatment of tachyarrhythmias. If necessary, reuse of the device is possible.

Claims

A device for the treatment of tachyarrhythmia, containing an electrocardiograph, the input of which is connected to the input of the pulse generator, and means of physical action, electrically connected to the generator, characterized in that it further comprises an echocardiograph, the pulse generator is made in the form of a generator of narrow-band quasimonochromatic pulses, and the means of physical action in in the form of a focusing ultrasound emitter, while the echocardiograph echosond is installed with the possibility of crossing the echoson with the scanning plane and the focal region of the ultrasound transducer.