-
Die
vorliegende Erfindung ist auf einen Katheter zur Diagnose und Behandlung
des Herzens, und insbesondere auf einen Katheter mit einer Spitzenelektrode,
auf der eine ausgesparte Ringelektrode angebracht ist, abgestellt.
-
Elektrodenkatheter
werden üblicherweise seit
vielen Jahren in der medizinischen Praxis verwendet. Sie werden
verwendet, um elektrische Aktivität im Herzen zu stimulieren
und zu erfassen und um Stellen von aberranter elektrischer Aktivität zu abladieren.
-
Bei
der Verwendung wird der Elektrodenkatheter in eine größere Vene
oder Arterie, z. B. eine Oberschenkelschlagader, eingeführt und
dann in die Kammer des Herzens, die betroffen ist, geführt. Sobald
der Katheter innerhalb des Herzens positioniert ist, wird dann die
Stelle der aberranten elektrischen Aktivität innerhalb des Herzens geortet.
-
Eine
Ortungstechnik beinhaltet ein elektrophysiologisches Mappingverfahren,
wodurch die elektrischen Signale, die aus den leitenden Endocardialgeweben
kommen, systematisch überwacht
werden und aus diesen Signalen eine Karte erstellt wird. Durch Analysieren
dieser Karte kann der Arzt den störenden elektrischen Weg identifizieren.
Ein herkömmliches
Verfahren zum Mapping der elektrischen Signale aus leitendem Herzgewebe
besteht darin, einen elektrophysiologischen Katheter (Elektrodenkatheter)
mit Mapping-Elektroden, die auf seiner distalen Spitze angebracht
sind, perkutan einzuführen. Der
Katheter wird manövriert,
um diese Elektroden in Berührung
mit dem oder in großer
Nähe zum
Endocardium zu platzieren. Durch Überwachen der elektrischen
Signale am Endocardium können
aberrant leitende Gewebestellen, die für die Arrhythmie verantwortlich
sind, präzise
angezeigt werden.
-
Zum
Mapping ist es wünschenswert,
eine relativ kleine Mapping-Elektrode zu haben. Es ist gefunden
worden, dass kleinere Elektroden genauere und diskretere Elektrogramme
aufzeichnen. Wenn eine bipolare Mappinganordnung verwendet wird,
ist es außerdem
wünschenswert,
dass sich die beiden Elektroden der Mappinganordnung in großer Nähe zueinander
befinden und dass sie eine ähnliche
Größe aufweisen,
um genauere und nützlichere
Elektrogramme zu erstellen.
-
Es
ist außerdem
gefunden worden, dass bipolare Standard-Mapping-Katheter eine begrenzte Genauigkeit
aufweisen, da beide Elektroden auf Grund ihrer Berührung mit
dem Herzgewebe elektrische Nahfeld-Signale, die aus den leitenden
Endocardialgeweben kommen, und auf Grund ihrer Berührung mit
dem Blut elektrische Fernfeld-Signale, die sich von anderen Bereichen
des Herzens ausbreiten, auffangen. Die Fernfeld-Signale stören die
Nahfeld-Signale,
wodurch eine genaue Messung der Nahfeld-Signale schwierig wird.
-
Sobald
der Ursprungspunkt für
die Arrhythmie in dem Gewebe geortet wurde, wendet der Arzt ein
Ablationsvefahren an, um das Gewebe, das die Arrhythmie verursacht,
zu zerstören,
um zu versuchen, die Unregelmäßigkeiten
der elektrischen Signale zu beseitigen und den normalen Herzschlag oder
zumindest einen verbesserten Herzschlag wiederherzustellen. Eine
erfolgreiche Ablation des leitenden Gewebes an der Stelle, wo die
Arrhythmie beginnt, beendet normalerweise die Arrhythmie oder mildert
zumindest den Herzrhythmus auf annehmbare Niveaus.
-
Ein
typisches Ablationsverfahren beinhaltet das Vorsehen einer Referenzelektrode,
die im Allgemeinen mit einem Klebestreifen an der Haut des Patienten
befestigt wird. RF(Radiofrequenz)-Strom wird an die Spitzenelektrode
angelegt, und es fließt
Strom durch das Medium, welches diese umgibt, d. h. Blut und Gewebe,
zur Referenzelektrode. Die Verteilung von Strom hängt von
der Größe der Elektrodenoberfläche in Berührung mit
dem Gewebe im Vergleich zum Blut ab, welches eine höhere Leitfähigkeit
als das Gewebe hat. Es entsteht eine Erwärmung des Gewebes auf Grund
seines elektrischen Widerstands. Das Gewebe wird ausreichend erwärmt, um eine
Zellzerstörung
in dem Herzgewebe zu bewirken, was zur Bildung einer Läsion innerhalb
des Herzgewebes führt,
die elektrisch nicht leitend ist. Während dieses Verfahrens entsteht
auch eine Erwärmung
der Elektrode als Folge der Leitung von dem erwärmten Gewebe zur Elektrode
selber. Wenn die Elektrodentemperatur ausreichend hoch wird, kann
sich eine dünne
transparente Beschichtung von wasserfreiem Blutprotein auf der Oberfläche der
Elektrode bilden. Wenn die Temperatur weiter ansteigt, kann diese wasserfreie
Schicht allmählich
dicker werden, was zu verkohlten Partikeln und/oder einem Thrombus
auf der Elektrodenoberfläche
führt.
Die Bildung von verkohlten Partikeln und einem Thrombus ist unsicher, da
sich die verkohlten Partikel und der Thrombus während des Verfahrens oder während der
Entfernung des Katheters nach dem Verfahren von der Elektrode ablösen können.
-
In
der klinischen Praxis ist es wünschenswert,
die Bildung von verkohlten Partikeln und einem Thrombus zu verringern
oder zu eliminieren und bei bestimmten Herzrhythmusstörungen größere und/oder
tiefere Läsionen
zu bilden. Ein Verfahren zur Verwirklichung dieses Ziels besteht
darin, die Temperatur der Ablationselektrode zu überwachen und den RF-Strom,
der der Ablationselektrode zugeführt
wird, basierend auf dieser Temperatur zu steuern. Wenn die Temperatur
einen vorgewählten
Wert übersteigt,
wird der Strom reduziert, bis die Temperatur unter diesen Wert fällt.
-
Ein
weiteres Verfahren zum Bestimmen, ob sich verkohlte Partikel und
ein Thrombus bilden, besteht in der Überwachung der Impedanz. Insbesondere,
weil wasserfreies biologisches Material einen höheren elektrischen Widerstand
aufweist als Endocardialgewebe, erhöht sich auch die Impedanz zum Fluss
von elektrischer Energie in das Gewebe. Ein signifikanter Impedanzanstieg
zeigt somit die Bildung von verkohlten Partikeln und/oder einem
Thrombus an. Mit einer relativ großen Elektrode, z. B. einer 8-mm-Elektrode,
kann ein Impedanzanstieg durch die Bildung von verkohlten Partikeln
und einem Thrombus vielleicht nicht leicht erkannt werden, da sich
die verkohlten Partikel und der Thrombus über einen relativ geringen
Prozentsatz des gesamten Oberflächenbereichs
der Elektrode bilden. Wenn im Gegensatz dazu der elektrisch aktive
Oberflächenbereich
der Elektrode relativ klein ist, werden sich verkohlte Partikel
und ein Thrombus über
einen relativ größeren Bereich
der Elektrode bilden, was die Erkennung durch Impedanzmessungen
erleichtert.
-
Die
kühlende
Wirkung des Blutes auf die Elektrode hängt von den thermischen Eigenschaften der
Ablationselektrode und insbesondere von ihrem Oberflächenbereich
ab. Normalerweise sind Ablationselektroden relativ lang, am üblichsten
mindestens etwa 4 mm und bis zu etwa 8 mm, um einen ausreichenden
Oberflächenbereich
zum Kühlen
zur Verfügung
zu stellen. Derartige Elektroden sind jedoch weniger zum Mapping
geeignet, da, wie oben besprochen, mit einer kleineren Mapping-Elektrode
genauere Elektrogramme erhalten werden können. Es ist wünschenswert,
dass Elektrophysiologen während eines
einzigen Verfahrens zum Mapping und zur Ablation den gleichen Katheter
verwenden, da es, wenn einmal eine Stelle mit einem Mapping-Elektrodenkatheter
mit hoher Auflösung
als ein Ziel für
die Therapie identifiziert wurde, schwierig wäre, diese Stelle mit einem
anderen Katheter wieder zu orten, insbesondere, wenn der andere
Katheter eine größere Spitzenelektrode
aufweist. Demnach besteht ein Bedarf an einem Elektrodenkatheter,
der einen relativ kleinen Oberflächenbereich
für ein
verbessertes Mapping aufweist, aber gute thermische Eigenschaften
für eine
verbesserte Kühlung
während
der Ablation aufweist.
-
Ein
weiterer Nachteil von typischen Ablationselektroden besteht darin,
dass es manchmal schwierig ist, die Läsionsgröße genau vorherzusagen, da
die Läsionsgröße je nach
Ausrichtung der Ablationselektrode schwanken kann. Zum Beispiel wird
normalerweise ein 2,3mm(7-French)-Katheter (mit einem Außendurchmesser
von etwas mehr als 2 mm) mit einer Ablations-Spitzenelektrode an
seinem distalen Ende mit einer Länge
im Bereich von etwa 4 mm bis etwa 8 mm versehen. Wenn die Ablationselektrode
in senkrechter Beziehung zum Gewebe vorgesehen wird, ist ein relativ
kleiner Oberflächenbereich
der Elektrode mit dem Gewebe in Berührung. Im Gegensatz dazu würde ein
relativ größerer Oberflächenbereich
mit dem Gewebe in Berührung
stehen, wenn sich die Ablationselektrode in einer im Allgemeinen
parallelen Beziehung zum Gewebe befinden würde, d. h. wenn die Ablationselektrode
auf dessen Seite positioniert wäre.
Es ist für
den Arzt oft schwierig, die genaue Ausrichtung der Spitzenelektrode
relativ zum Gewebe zu bestimmen, da das Gewebe mit Fluoroskopie
nicht sichtbar ist. Die Größe der Läsion steht
oft mit der Menge des Oberflächenbereichs,
der mit dem Gewebe in Berührung
steht, im Zusammenhang. Daraus ergibt sich, dass die Vorhersehbarkeit
der Läsionsgröße geringer
ist.
-
Somit
ist es, obwohl es wünschenswert
ist, eine relativ lange Elektrode für Kühlzwecke zu haben, wünschenswert,
einen relativ kleinen elektrisch aktiven Oberflächenbereich zum Erhalten von
diskreteren Elektrogrammen, zum genaueren Erkennen der Bildung von
verkohlten Partikeln und einem Thrombus, und zum Verbessern der
Vorhersehbarkeit der Läsionsgröße zu haben,
und um eine bipolare Elektrodenanordnung zu haben, die die Nahfeldaktivität genauer
misst.
-
In
jeder von WO 97/45157,
US 5,487,757 und
WO 93/15790 ist ein Katheter mit einem gestreckten, flexiblen Körper mit
einem distalen Ende und mindestens einem Lumen, das sich hierdurch
erstreckt, offenbart.
-
In
der WO 97/45157 ist gezeigt, dass das distale Ende einen freigelegten
distalen Bereich mit einem Außendurchmesser,
einen ausgesparten Zentralbereich mit einer Außenoberfläche proximal zum freigelegten
distalen Bereich, und einen proximalen Bereich mit einem Außendurchmesser
und einer Oberfläche
proximal zum Zentralbereich aufweist. Der ausgesparte Zentralbereich
hat einen Außendurchmesser,
der kleiner ist als die Außendurchmesser
des freigelegten distalen Bereichs und des proximalen Bereichs.
Elektroden sind an dem ausgesparten Zentralbereich angebracht und
haben einen gesamten Außendurchmesser,
der kleiner ist als die Außendurchmesser
des freigelegten distalen Bereichs und des proximalen Bereichs.
Elektrisch isolierende Abschnitte sind zwischen den Elektroden angeordnet.
-
In
der
US 4,487,757 sind
Temperaturerfassungsmittel gezeigt, die innerhalb einer Spitzenelektrode
angeordnet sind.
-
In
der WO 93/15790 ist eine Spitzenelektrode mit einem freigelegten
distalen Bereich, einem ausgesparten Zentralbereich und einem proximalen Bereich
gezeigt. Der Außendurchmesser
des ausgesparten Zentralbereichs ist kleiner als die Außendurchmesser
des freigelegten distalen Bereichs und des proximalen Bereichs.
-
Die Erfindung
-
Die
Erfindung sieht einen Katheter vor, der insbesondere zum bipolaren
Mapping und zur Ablation geeignet ist. In einer Ausführungsform
weist der Katheter einen gestreckten flexiblen Körper mit einem distalen Bereich
und mindestens einem sich hierdurch erstreckenden Lumen auf. Eine
Spitzenelektrode ist an dem distalen Bereich angebracht. Die Spitzenelektrode
hat einen freigelegten distalen Bereich mit einem Außendurchmesser,
einen ausgesparten Zentralbereich mit einer Außenoberfläche proximal zum freigelegten
distalen Bereich, und einen proximalen Bereich mit einem Außendurchmesser
und einer Außenoberfläche proximal
zum Zentralbereich. Der ausgesparte Zentralbereich weist einen Außendurchmesser
auf, welcher kleiner ist als die Außendurchmesser des freigelegten
distalen Bereichs und des proximalen Bereichs. Der Zentralbereich
und der proximale Bereich sind mit einer elektrisch isolierenden
und thermisch leitenden Schicht über
mindestens einen Abschnitt ihrer Außenoberflächen versehen. Eine Ringelektrode
ist auf dem ausgesparten Zentralbereich angebracht. Die Ringelektrode
hat einen Außendurchmesser,
der kleiner ist als die Außendurchmesser
des freigelegten distalen Bereichs und des proximalen Bereichs.
-
Der
Katheter weist ferner einen elektromagnetischen Ortungssensor, der
innerhalb der Spitzenelektrode angeordnet ist, und Temperaturerfassungsmittel,
die innerhalb der Spitzenelektrode angeordnet sind, auf.
-
Bei
dieser Ausgestaltung steht der freigelegte Bereich der Spitzenelektrode
in unmittelbarer Berührung
mit dem Herzgewebe und erfasst somit sowohl die lokale Aktivierungsenergie
(Nahfeld-Signale) am Berührungspunkt
mit dem Herzgewebe als auch die Fernfeld-Aktivierungsenergie (Fernfeld-Signale),
die von dem freigelegten Bereich durch das Blut empfangen werden.
Die ausgesparte Elektrode ist jedoch vor einer unmittelbaren Berührung mit
dem Herzgewebe geschützt,
steht aber mit umgebendem Blut in Berührung. Die große Nähe der ausgesparten Elektrode
zum freigelegten Bereich ermöglicht
es, dass die ausgesparte Elektrode in etwa die gleichen Fernfeld-Signale
empfängt
wie der freigelegte Bereich. Die ausgesparte Elektrode fängt jedoch
nicht das lokale Aktivierungspotential (Nahfeld-Signale) auf, das
von dem freigelegten Bereich empfangen wird. Somit erlaubt diese
Ausgestaltung die Erstellung von Elektrogrammen mit hoher Auflösung.
-
Vorzugsweise
weist der Katheter ferner einen Spitzenabschnitt mit einem flexiblen
Rohrmittel auf, welches flexibler ist als der Katheterkörper und am
distalen Bereich des Katheterkörpers
angebracht ist. Das flexible Rohrmittel weist proximale und distale
Enden und mindestens ein sich hierdurch erstreckendes Lumen auf.
Eine Spitzenelektrode ist auf dem distalen Ende des flexiblen Rohrmittels
des Spitzenabschnitts angebracht.
-
Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
-
Diese
und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser anhand
der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden werden, wenn sie
im Zusammenhang mit der beigefügten
Zeichnung betrachtet wird, hierbei zeigen:
-
1 eine
Seitenansicht einer Ausführungsform
des Katheters der Erfindung ist;
-
2 eine
Seitenquerschnittsansicht eines Katheterkörpers gemäß der Erfindung, einschließlich der
Verbindungsstelle zwischen dem Katheterkörper und dem Spitzenabschnitt;
-
3A eine
Seitenquerschnittsansicht eines Katheterspitzenabschnitts, die die
Spitzenelektrode, die Ringelektrode und Lumina für das Sensorkabel und den Ziehdraht
darstellt;
-
3B eine
Seitenquerschnittsansicht von 3A, die
die Spitzenelektrode, die Ringelektrode und Lumina für das Sensorkabel
und die Zuleitungsdrähte
für das
Thermoelement und die Elektrode darstellt;
-
3C eine
vergrößerte Ansicht
des distalen Endes des Thermoelementes, das in der Spitzenelektrode
des Katheters der 3A und 3B angebracht
ist;
-
4 eine
Längsquerschnittsansicht
des in den 3A und 3B veranschaulichten
Spitzenabschnitts;
-
5 eine
Perspektivansicht der Spitzenelektrode ausden 3A und 3B;
und
-
6 eine
Seitenansicht der Spitzenelektrode aus den 3A und 3B.
-
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist ein lenkbarer Katheter mit zwei Elektroden zur
Durchführung
von bipolaren Messungen vorgesehen. Wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, weist der Katheter 10 einen gestreckten Katheterkörper 12 mit
einem proximalen und einem distalen Ende, einem Spitzenabschnitt 14 an
dem distalen Ende des Katheterkörpers 12 und
einem Bediengriff 16 an dem proximalen Ende des Katheterkörpers 12 auf.
-
Mit
Bezug auf 2 weist der Katheterkörper 12 eine
gestreckte rohrförmige
Konstruktion mit einem einzelnen axialen oder zentralen Lumen 18 auf.
Der Katheterkörper 12 ist
flexibel, d. h. biegbar, aber im Wesentlichen entlang seiner Länge nicht
zusammendrückbar.
Der Katheterkörper 12 kann
aus jeder geeigneten Konstruktion und aus jedem geeigneten Material
gefertigt sein. Eine derzeit bevorzugte Konstruktion weist eine
Außenwand 22 aus
einem Polyurethan oder PEBAX auf. Die Außenwand 22 weist ein
eingebettetes Maschengeflecht aus hochfestem Stahl, rostfreiem Stahl
oder dergleichen auf, um die Drehsteifigkeit des Katheterkörpers 12 zu
erhöhen,
so dass, wenn der Bediengriff 16 gedreht wird, sich der
Spitzenabschnitt 14 des Katheters 10 entsprechend
drehen wird.
-
Der
Außendurchmesser
des Katheterkörpers 12 ist
nicht entscheidend, er beträgt
jedoch vorzugsweise nicht mehr als etwa 2,67 mm (8 French), stärker bevorzugt
etwa 2,33 mm (7 French). Gleichermaßen ist die Dicke der Außenwand 22 nicht entscheidend,
sie ist jedoch dünn
genug, so dass das Zentrallumen 18 einen Ziehdraht, Zuleitungsdrähte und
alle anderen Drähte,
Kabel oder Rohre aufnehmen kann. Die Innenoberfläche der Außenwand 22 ist mit
einem Versteifungsrohr 20 ausgekleidet, das aus jedem geeigneten
Material, wie Polyimid oder Nylon, gefertigt werden kann. Das Versteifungsrohr 20 stellt,
zusammen mit der geflochtenen Außenwand 22, eine verbesserte
Drehstabilität
zur Verfügung
und minimiert dabei gleichzeitig die Wanddicke des Katheters, wodurch
der Durchmesser des Zentrallumens 18 maximiert wird. Der
Außendurchmesser
des Versteifungsrohrs 20 ist in etwa gleich dem oder etwas
kleiner als der Innendurchmesser der Außenwand 22. Ein Polyimidrohrmittel
wird derzeit für das
Versteifungsrohr 20 bevorzugt, da es sehr dünnwandig
sein kann und dabei doch eine sehr gute Steifheit aufweisen kann.
Dies maximiert den Durchmesser des Zentrallumens 18, ohne
dafür an
Festigkeit und Steifheit einzubüßen.
-
Ein
bevorzugter Katheter hat eine Außenwand 22 mit einem
Außendurchmesser
von etwa 2,29 mm (0,090 Inch) bis etwa 2,49 mm (0,098 Inch) und
einem Innendurchmesser von etwa 1,55 mm (0,061 Inch) bis etwa 1,65
mm (0,065 Inch) und ein Polyimid-Versteifungsrohr 20 mit
einem Außendurchmesser
von etwa 1,52 mm (0,060 Inch) bis etwa 1,63 mm (0,064 Inch) und
einem Innendurchmesser von etwa 1,30 mm (0,051 Inch) bis etwa 1,42
mm (0,056 Inch). Wie ein Fachmann erkennen würde, kann die Katheterkörperkonstruktion
nach Wunsch modifiziert werden. Zum Beispiel kann das Versteifungsrohr weggelassen
werden.
-
Wie
in den 3A, 3B und 4 gezeigt
ist, weist der Spitzenabschnitt 14 einen kurzen Abschnitt
von Rohrmittel 19 mit drei Lumina 30, 32 und 34 auf.
Das Rohrmittel 19 ist aus einem geeigneten, nicht toxischen
Material gefertigt, welches vorzugsweise flexibler ist als der Katheterkörper 12.
Ein derzeit bevorzugtes Material für das Rohrmittel 19 ist geflochtenes
Polyurethan, d. h. Polyurethan mit einem eingebetteten Gitter aus
geflochtenem hochfestem Stahl, rostfreiem Stahl oder dergleichen.
Der Außendurchmesser
des Spitzenabschnitts 14 ist, wie derjenige des Katheterkörpers 12,
vorzugsweise nicht größer als
etwa 2,67 mm (8 French), stärker
bevorzugt etwa 2,33 mm (7 French). Die Größe der Lumina ist nicht entscheidend
und kann je nach der speziellen Anwendung schwanken. In einer besonders
bevorzugten Ausführungsform
hat der Spitzenabschnitt 14 einen Außendurchmesser von etwa 2,33 mm
(7 French) (0,092 Inch) und das erste Lumen 30 und das
zweite Lumen 32 haben im Allgemeinen in etwa die gleiche
Größe, wobei
sie jeweils einen Durchmesser von etwa 0,51 mm (0,020 Inch) bis etwa
0,61 mm (0,024 Inch), vorzugsweise 0,56 mm (0,022 Inch) aufweisen,
wobei das dritte Lumen 34 einen etwas größeren Durchmesser
von etwa 0,81 mm (0,032 Inch) bis etwa 0,97 mm (0,038 Inch), vorzugsweise
0,91 mm (0,036 Inch), aufweist.
-
Ein
bevorzugtes Mittel zum Befestigen des Katheterkörpers 12 an dem Spitzenabschnitt 14 ist
in 2 veranschaulicht. Das proximale Ende des Spitzenabschnitts 14 weist
eine äußere Umfangskerbe 24 auf,
die die Innenoberfläche
der Außenwand 22 des
Katheterkörpers 12 aufnimmt.
Der Spitzenabschnitt 14 und der Katheterkörper 12 sind
durch Klebstoff (z. B. Polyurethanleim) oder dergleichen befestigt.
Bevor der Spitzenabschnitt 14 und der Katheterkörper 12 befestigt
werden, wird jedoch das Versteifungsrohr 20 in den Katheterkörper 12 eingeschoben.
Das distale Ende des Versteifungsrohrs 20 wird nahe dem
distalen Ende des Katheterkörpers 12 durch
Bilden einer Klebfuge (nicht gezeigt) mit Polyurethanleim oder dergleichen
fest angebracht. Vorzugsweise wird ein geringer Abstand, z. B. etwa
3 mm, zwischen dem distalen Ende des Katheterkörpers 12 und dem distalen
Ende des Versteifungsrohrs 20 vorgesehen, um Raum für den Katheterkörper 12 zu
ermöglichen,
um die Kerbe 24 des Spitzenabschnitts 14 aufzunehmen.
Es wird eine Kraft auf das proximale Ende des Versteifungsrohrs 20 ausgeübt, und
während
sich das Versteifungsrohr 20 unter Druck befindet, wird
eine erste Klebfuge (nicht gezeigt) zwischen dem Versteifungsrohr 20 und
der Außenwand 22 durch
einen schnell trocknenden Leim, z. B. Super Glue®, hergestellt.
Danach wird eine zweite Klebfuge (nicht gezeigt) unter Verwendung
eines langsamer trocknenden, aber stärkeren Leims, z. B. Polyurethan,
zwischen den proximalen Enden des Versteifungsrohrs 20 und
der Außenwand 22 gebildet.
-
An
dem distalen Ende des Spitzenabschnitts 14 befindet sich
eine Spitzenelektrode 36. Vorzugsweise hat die Spitzenelektrode 36 im
Allgemeinen einen Durchmesser etwa gleich dem Außendurchmesser des Rohrmittels 19.
Die Spitzenelektrode 36 kann aus jedem geeigneten Material
gefertigt sein, wie Platin, Gold, oder rostfreiem Stahl, und ist
vorzugsweise aus einer Platin-Iridium-Legierung (90% Platin/10%
Iridium) gefertigt.
-
Die
Spitzenelektrode 36 ist im Allgemeinen massiv und weist
ein erstes und ein zweites Sackloch 31 und 33 auf,
die sich proximal hierdurch erstrecken, wie unten genauer beschrieben.
Die Spitzenelektrode 36 hat eine Länge vorzugsweise im Bereich
von etwa 4 mm bis etwa 14 mm, stärker
bevorzugt von etwa 6 mm bis etwa 12 mm. Wie in den 3A, 3B, 5 und 6 gezeigt
ist, weist die Spitzenelektrode 36 einen freigelegten distalen
Bereich 35, einen proximalen Bereich 37 und einen
ausgesparten Zentralbereich 38 zwischen dem freigelegten Bereich 35 und
dem proximalen Bereich 37 auf. Der freigelegte Bereich 35 hat
eine Länge
vorzugsweise im Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 4,0 mm, stärker bevorzugt
von etwa 2,0 mm bis etwa 3,0 mm, noch stärker bevorzugt von etwa 2,3
mm bis etwa 2,5 mm, und einen Außendurchmesser vorzugsweise
im Bereich von etwa 2,0 mm bis etwa 3,0 mm, stärker bevorzugt von etwa 2,3
mm bis etwa 2,5 mm.
-
In
einer besonders bevorzugten Anordnung hat der freigelegte Bereich
eine Länge ähnlich seinem
Durchmesser. Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Länge zum Durchmesser im Bereich
von etwa 0,8:1 bis etwa 1,2:1, stärker bevorzugt von etwa 0,9:1 bis
etwa 1,1:1. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Länge des
freigelegten Bereichs in etwa gleich dem Durchmesser des freigelegten
Bereichs. Somit hat zum Beispiel bei einem 2,33-mm(7-French)-Elektrodenkatheter die
Spitzenelektrode vorzugsweise eine Länge und einen Durchmesser gleich
etwa 2,3 mm. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist der Oberflächenbereich
der Spitzenelektrode (mit einem im Allgemeinen halbsphärischen distalen
Ende) in der parallelen Ausrichtung und in der senkrechten Ausrichtung
gleich. Diese gleichmäßigen Abmessungen
schaffen einen im Allgemeinen konstanten Berührungsbereich zwischen dem
freigelegten Bereich 35 der Spitzenelektrode 36 und
dem Herzgewebe, unabhängig
von der Ausrichtung des Spitzenabschnitts 14 relativ zum
Herzgewebe. Daraus ergibt sich, dass besser vorhersagbare Läsionsgrößen erreicht
werden können.
-
Der
Zentralbereich 38 ist ausgespart, um es zu ermöglichen,
dass eine Ringelektrode 39 auf diesem angebracht werden
kann, wobei die Ringelektrode relativ zum freigelegten Bereich 35 und
zum proximalen Bereich 37 ausgespart ist, um einen Schutz vor
einer unmittelbaren Berührung
mit dem Herzgewebe zu bieten, aber eine Berührung mit umgebendem Blut zu
ermöglichen,
wie unten genauer beschrieben. Somit hat der Zentralabschnitt 38 einen Außendurchmesser,
der kleiner ist als der andere Durchmesser des freigelegten Bereichs 35,
wobei der Unterschied zwischen dem Außendurchmesser des Zentralabschnitts
und dem Außendurchmesser des
freigelegten Bereichs vorzugsweise von etwa 0,1 mm bis etwa 1 mm,
stärker
bevorzugt von etwa 0,5 mm bis etwa 0,7 mm, reicht, was zu einer
Aussparung mit einer Tiefe im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 0,4
mm, stärker
bevorzugt etwa 0,25 mm bis etwa 0,35 mm, führt. Der Zentralbereich 38 hat
vorzugsweise eine Länge,
die etwas größer ist
als die Länge
der Ringelektrode 39, die auf diesem angebracht ist. Die
Länge des
Zentralbereichs 38 reicht vorzugsweise von etwa 0,5 mm
bis etwa 4 mm, stärker
bevorzugt von etwa 1 mm bis etwa 3 mm.
-
Der
proximale Bereich 37 hat einen Außendurchmesser, der im Allgemeinen ähnlich dem
Außendurchmesser
des freigelegten Bereichs 35 ist. Die Länge des proximalen Bereichs 37 reicht
vorzugsweise von etwa 3 mm bis etwa 8 mm, stärker bevorzugt von etwa 4 mm
bis etwa 6 mm.
-
Die
Spitzenelektrode 36 kann durch jede geeignete Technik auf
dem distalen Ende des Rohrmittels 19 angebracht werden.
In der gezeigten Ausführungsform
umfasst das proximale Ende des proximalen Bereichs 37 der
Spitzenelektrode 36 eine Umfangskerbe 26, die
zu einer entsprechenden Umfangskerbe 27 in dem distalen
Ende des Rohrmittels 19 passt. Die Spitzenelektrode 36 wird
dann mit Polyurethanleim oder dergleichen mit dem Rohrmittel 19 verbunden.
Alternativ kann das proximale Ende der Spitzenelektrode 36 mit
einem Steg, d. h. einem Bereich mit verringertem Durchmesser, versehen sein,
der in ein Loch in dem distalen Ende des Rohrmittels 19 passt.
-
Der
proximale Bereich 37 und der Zentralbereich 38 der
Spitzenelektrode 36 sind mit einer elektrisch isolierenden
und thermisch leitenden Schicht 55 zumindest über einen
Abschnitt, und vorzugsweise über
den ganzen Teil ihrer Außenoberflächen versehen.
Die elektrisch isolierende und thermisch leitende Schicht 55 ist
aus jedem geeigneten elektrisch isolierenden und thermisch leitenden
Material gefertigt, einschließlich,
jedoch nicht darauf beschränkt, Diamant,
Kohlenstoff, Parylen, Polyimid, Polyester, Polyurethan, Epoxyharz,
Keramik und Kombinationen davon. Die elektrisch isolierende und
thermisch leitende Schicht 55 hat vorzugsweise eine Dicke
von nicht mehr als etwa 10 μm,
stärker
bevorzugt im Bereich von etwa 0,5 μm bis etwa 10 μm, noch stärker bevorzugt
von etwa 1 μm
bis etwa 5 μm.
-
Die
isolierende Schicht 55 kann mittels jeder geeigneten Technik
aufgebracht werden. Zum Beispiel kann eine Schicht von Parylen mittels
einer Aufdampfbeschichtungstechnik aufgebracht werden, wobei der
freigelegte Bereich 35 der Spitzenelektrode 36 in
eine Aufdampfkammer gegeben wird. Die Kammer dient sowohl zum Halten
der Spitzenelektrode 36 an ihrem Platz als auch zum Schützen des
freigelegten Bereichs 35 vor Parylenablagerungen. Alternativ
kann die isolierende Schicht 55 eine Schrumpfmuffe aufweisen,
die zum Beispiel aus einem dünnen
Polyester (z. B. etwa 6,35 mm (0,00025 Inch) gefertigt ist, oder
sie kann eine dünne
Beschichtung von Polyurethan oder dergleichen aufweisen, die auf
die Oberfläche
des Zentralbereichs 38 gemalt ist.
-
Wie
vorstehend beschrieben, ist die Ringelektrode 39 auf dem
Zentralabschnitt 38 angebracht. Die Ringelektrode 39 ist
durch Leim oder dergleichen über
den Abschnitt der elektrisch isolierenden und thermisch leitenden
Schicht 55 auf dem ausgesparten Zentralabschnitt 38 am
Platz fixiert. Die elektrisch isolierende und thermisch leitende
Schicht 55 verhindert einen elektrischen Kontakt zwischen
der Ringelektrode 39 und der Spitzenelektrode 36.
Die Ringelektrode 39 kann aus jedem geeigneten Material
hergestellt sein, wie Platin, Gold oder rostfreiem Stahl, und ist
vorzugsweise aus einer Platin-Iridium- Legierung (90% Platin/10% Iridium) gefertigt.
Die Ringelektrode 39 wird vorzugsweise nahe dem distalen Ende
des Zentralabschnitts 38 und in großer Nähe zum Spitzenabschnitt 35 fixiert.
-
Die
Ringelektrode kam mittels jeder geeigneten Technik geschaffen werden.
In einer Ausführungsform
weist die Ringelektrode 39 ein federndes bandförmiges leitendes
Material auf, das innerhalb der Aussparung 26 gewickelt
und mittels Leim oder dergleichen fixiert ist. Die Ringelektrode 39 kann
aus jedem geeigneten leitenden Material gefertigt sein, wie diejenigen,
die vorstehend für
die Spitzenelektrode besprochen wurden. Die Breite und Dicke der
Ringelektrode 39 sind dafür geeignet, dass sie in die Aussparung 26 passen,
so dass die Außenoberfläche der
Ringelektrode 39 innerhalb der Aussparung 26 ausgespart
ist. Mit anderen Worten hat die Ringelektrode 39 einen
Außendurchmesser,
der kleiner ist als der Außendurchmesser
des freigelegten Bereichs 35. Vorzugsweise beträgt der Außendurchmesser der
Ringelektrode 39 mindestens etwa 5%, stärker bevorzugt von etwa 10%
bis etwa 20%, weniger als der Außendurchmesser des freigelegten
Bereichs 35, obwohl der Unterschied zwischen den Außendurchmessern
nach Wunsch größer sein
kann. Die Ringelektrode 39 hat eine Breite vorzugsweise
im Bereich von etwa 0,5 mm bis etwa 4 mm, stärker bevorzugt von etwa 1 mm
bis etwa 3 mm. In einer anderen Ausführungsform hat die Ringelektrode 39 die Form
eines Sprengrings, wobei die Breite und die Dicke des Rings 39 geeignet
sind, in die Aussparung 26 zu passen, wie vorstehend beschrieben.
-
Die
Spitzenelektrode 36 und die Ringelektrode 39 sind
jeweils an einen separaten Zuleitungsdraht 44 angeschlossen.
Die Zuleitungsdrähte 44 erstrecken
sich durch das erste Lumen 30 des Spitzenabschnitts 14,
das Zentrallumen 18 des Katheterkörpers 12 und den Bediengriff 16 und
enden an ihrem proximalen Ende in einer Eingangsbuchse (nicht gezeigt),
die in eine geeignete Signalverarbeitungseinheit und/oder eine Quelle
von RF-Energie (nicht gezeigt) eingesteckt werden kann. Der Abschnitt
der Zuleitungsdrähte 44,
der sich durch das Zentrallumen 18 des Katheterkörpers 12,
den Bediengriff 16 und das proximale Ende des Spitzenabschnitts 14 erstreckt,
kann innerhalb einer Schutzhülse 49 eingeschlossen
sein, die aus jedem geeigneten Material gefertigt sein kann, vorzugsweise
aus Polyimid (wie in den 2 und 4 gezeigt
ist). Die Schutzhülse 49 ist
vorzugsweise an ihrem distalen Ende mit dem proximalen Ende des
Spitzenabschnitts 14 verankert, indem sie in dem ersten
Lumen 30 mit Polyurethanleim oder dergleichen geleimt wird.
-
Die
Zuleitungsdrähte 44 sind
mittels jeder herkömmlichen
Technik an der Spitzenelektrode 36 und den Ringelektroden 39 angebracht.
Die Verbindung eines Zuleitungsdrahtes 44 zu der Spitzenelektrode 36 erfolgt
zum Beispiel durch Löten
des Zuleitungsdrahtes 44 in das zweite Sackloch 33.
-
Der
Zuleitungsdraht 44 für
die Ringelektrode 39 erstreckt sich durch das erste Sackloch 31 in
der Spitzenelektrode 36 und durch eine Öffnung 25 in der Seite
der Ringelektrode, wie in den 3A und 5 gezeigt
ist. Die Enden des Zuleitungsdrahtes 44 werden dann von
jeglicher Beschichtung befreit und an die Unterseite der Ringelektrode 39 gelötet oder
geschweißt,
die sich über
der Öffnung 25 befindet
und mit Polyurethanleim oder dergleichen fixiert ist. Sobald die
Ringelektrode 39 fixiert ist, wird zusätzlicher Polyurethanleim 28 verwendet,
um den Bereich zwischen dem distalen Ende des proximalen Bereichs 37 und
der Ringelektrode im allgemeinen Bereich der Öffnung 25 zu versiegeln,
um interne Komponenten des Katheters vor umgebenden Flüssigkeiten
zu schützen.
-
Zwei
zusätzliche
Ringelektroden 59 werden an dem distalen Ende des Spitzenabschnitts 14 angebracht.
Die Ringelektroden 59 werden über das flexible Rohrmittel 19 geschoben
und durch Leim oder dergleichen fixiert. Die Position und der Abstand
der zusätzlichen
Ringelektrode 59 sind nicht entscheidend. Falls gewünscht, können mehr
oder weniger Ringelektroden 59 verwendet und über das
flexible Rohrmittel 19 des Spitzenabschnitts 14 positioniert werden.
-
Ein
Temperaturerfassungsmittel ist für
die Spitzenelektrode 36 und, falls gewünscht, eine oder mehrere der
Ringelektroden 39 und 59 vorgesehen. Jedes herkömmliche
Temperaturerfassungsmittel, z. B. ein Thermoelement oder Thermistor,
kann verwendet werden. Ein bevorzugtes Temperaturerfassungsmittel
für die
Spitzenelektrode 36 weist ein Thermoelement auf, das durch
ein emailliertes Drahtpaar gebildet ist. Ein Draht des Drahtpaars
ist ein Kupferdraht 41, z. B. ein Kupferdraht Nr. 40.
Der andere Draht des Drahtpaars ist ein Konstantandraht 45.
Die Drähte 41 und 45 des
Drahtpaars sind elektrisch voneinander isoliert, außer an ihren
distalen Enden, wo sie miteinander verdreht sind, mit einem kurzen
Stück Kunststoffohrmittel 58,
z. B. Polyamid, und mit Epoxyharz bedeckt sind (wie in 3c gezeigt).
Das Kunststoffrohrmittel 58 wird dann in dem distalen Ende
des ersten Sacklochs 31 der Spitzenelektrode 36 durch
Polyurethanleim oder dergleichen befestigt. Alternativ können die
Drähte 41 und 45 in das
Sackloch 31 gelötet
werden. Das distale Ende des ersten Sacklochs 31 hat vorzugsweise
einen kleineren Durchmesser als das proximale Ende (welches so bemessen
ist, dass es einen Ortungssensor, wie nachstehend weiter beschrieben
wird, aufnehmen kann). Das distale Ende des Sacklochs 31 hat vorzugsweise
eine Größe, die
geeignet ist, dass das Rohrmittel 58 und die Drähte 41 und 45 gut
in das Sackloch passen. Das distale Ende des Sacklochs 31 ist
vorzugsweise in der Mitte des freigelegten Bereichs 35 positioniert,
um eine genaue Temperaturmessung durch die Thermoelementdrähte 41 und 45, die
darin angebracht sind, vorzusehen.
-
Die
Drähte 41 und 45 erstrecken
sich durch das zweite Lumen 32 in dem Spitzenabschnitt 14 und durch
das Zentrallumen 18 des Katheterkörpers 12. Die Drähte 41 und 45 erstrecken
sich dann durch den Bediengriff 16 und zu einem Verbindungsstück (nicht gezeigt),
das an einen Temperaturmonitor (nicht gezeigt) angeschlossen werden
kann.
-
Alternativ
kann das Temperaturerfassungsmittel ein Thermistor sein. Ein geeigneter
Thermistor zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist das Modell
Nr. AB6N2GC14KA143E/37C, das von Thermometrics (New Jersey) verkauft
wird.
-
Zusätzlich ist
ein elektromagnetischer Ortungssensor
72 innerhalb des
distalen Endes des Spitzenabschnitts
14 enthalten. Der
elektromagnetische Ortungssensor
72 befindet sich innerhalb
des proximalen Endes des ersten Sacklochs
31 in der Spitzenelektrode
36 und
wird durch Polyurethanleim oder dergleichen fixiert. Der elektromagnetische Sensor
72 ist
mit einem elektromagnetischen Sensorkabel
74 verbunden,
das sich durch das dritte Lumen
34 des Spitzenabschnitts
14,
durch den Katheterkörper
12 und
nach draußen
durch den Bediengriff
16 erstreckt. Das elektromagnetische
Sensorkabel
74 weist mehrere Drähte auf, die innerhalb einer
mit Kunststoff bedeckten Hülse
eingeschlossen sind. Das Sensorkabel
74 ist mit einer Leiterplatte
verbunden, die das Signal, das von dem elektromagnetischen Sensor
72 empfangen
wird, verstärkt
und es zu einem Computer in einer vom Computer lesbaren Weise überträgt. In einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
ist die Leiterplatte in dem Bediengriff
16 enthalten, wie
in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 08/924,616, mit dem
Titel "Steerable
Direct Myocardial Revascularization Catheter" (jetzt als
US 5,964,757 veröffentlicht) beschrieben. Geeignete
elektromagnetische Sensoren zur Verwendung mit der vorliegenden
Erfindung werden zum Beispiel in der EP-A-0 989 384 und den US-Patenten
Nr. 5,558,091, 5,443,489, 5,480,422, 5,546,951, 5,568,809 und 5,391,199
und in der internationalen Veröffentlichung
Nr. WO 95/02995 beschrieben. Falls gewünscht, kann der Sensor
72 alternativ
zumindest teilweise innerhalb eines starren Kunststoffgehäuses, z.
B. aus Polyetheretherketon (PEEK), enthalten sein, das zwischen
der Spitzenelektrode
36 und dem flexiblen Rohrmittel
19 angebracht
ist. Eine derartige Ausgestaltung ist in dem US-Patent Nr. 5,938,603
beschrieben.
-
Zusätzlich ist
ein Mechanismus zum Ablenken des Spitzenabschnitts 14 vorgesehen.
In einer Ausführungsform
weist der Mechanismus einen Ziehdraht 50 auf, der sich
durch den Katheterkörper 12 erstreckt.
Der Ziehdraht 50 ist an seinem proximalen Ende an dem Bediengriff 16 verankert
und an seinem distalen Ende an dem Spitzenabschnitt 14 verankert.
Der Ziehdraht 50 ist aus jedem geeigneten Metall gefertigt,
wie rostfreiem Stahl oder Nitinol, und vorzugsweise mit Teflon® oder
dergleichen beschichtet. Die Beschichtung verleiht dem Ziehdraht 50 Schlüpfrigkeit.
Der Ziehdraht 50 hat vorzugsweise einen Durchmesser im
Bereich von etwa 0,15 mm (0,006 Inch) bis etwa 0,25 mm (0,010 Inch).
-
Eine
Kompressionsspule 52 befindet sich innerhalb des Katheterkörpers 12 in
umgebender Beziehung zum Ziehdraht 50. Die Kompressionsspule 52 erstreckt
sich von dem proximalen Ende des Katheterkörpers 12 zum proximalen
Ende des Spitzenabschnitts 14. Die Kompressionsspule 52 ist
aus jedem geeigneten Metall gefertigt, vorzugsweise rostfreiem Stahl.
Die Kompressionsspule 52 ist eng um sich selber gewunden,
um eine Flexibilität
zur Verfügung
zu stellen, d. h. eine Biegung, aber um einer Komprimierung zu wiederstehen.
Der Innendurchmesser der Kompressionsspule 52 ist vorzugsweise etwas
größer als
der Durchmesser des Ziehdrahtes 50. Die Teflon®-Beschichtung
auf dem Ziehdraht 50 erlaubt es diesem, frei innerhalb
der Kompressionsspule 52 zu gleiten. Falls gewünscht, insbesondere wenn
die Zuleitungsdrähte 44 nicht
von einer Schutzhülse 49 eingeschlossen
sind, kann die Außenoberfläche der
Kompressionsspule 52 mit einer flexiblen, nicht leitenden
Hülse 46,
z. B. aus einem Polyimidrohrmittel, bedeckt sein, um eine Berührung zwischen
der Kompressionsspule 52 und allen anderen Drähten innerhalb
des Katheterkörpers 12 zu
vermeiden.
-
Die
Kompressionsspule 52 ist mittels einer Klebfuge 51 an
ihrem proximalen Ende mit dem proximalen Ende des Versteifungsrohrs 20 in
dem Katheterkörper 12 und
mittels einer Klebfuge 53 an ihrem distalen Ende mit dem
Spitzenabschnitt 14 verankert. Beide Klebfugen 51 und 53 umfassen
vorzugsweise Polyurethanleim oder dergleichen. Der Leim kann mittels
einer Spritze oder dergleichen durch ein Loch zwischen der Außenoberfläche des Katheterkörpers 12 und
dem Zentrallumen 18 aufgebracht werden. Ein derartiges
Loch kann zum Beispiel durch eine Nadel oder dergleichen gebildet
werden, die die Außenwand 22 des
Katheterkörpers 12 und
das Versteifungsrohr 20 durchstößt, und die ausreichend erwärmt ist,
um ein dauerhaftes Loch zu bilden. Der Leim wird dann durch das
Loch auf die Außenoberfläche der
Kompressionsspule 52 eingebracht und verteilt sich durch
Kapillarkräfte
um den Außenumfang,
um eine Klebfuge um den gesamten Umfang der Kompressionsspule 52 zu
bilden.
-
Der
Ziehdraht
50 erstreckt sich in das zweite Lumen
32 des
Spitzenabschnitts
14. Der Ziehdraht
50 ist an
seinem distalen Ende mit der Spitzenelektrode
36 innerhalb
des zweiten Sacklochs
33 zusammen mit dem Zuleitungsdraht
44 verankert.
Bei einem bevorzugten Verfahren zur Verankerung des Ziehdrahtes
50 innerhalb
der Spitzenelektrode
36 wird das Metallrohrmittel
54 an
dem distalen Ende des Ziehdrahtes
50 umgeschlagen und das
Metallrohrmittel
54 in das zweite Sackloch
33 gelötet. Die Verankerung
des Ziehdrahtes
50 innerhalb der Spitzenelektrode
36 schafft
eine zusätzliche
Unterstützung
für die
Spitzenelektrode
36 auf dem flexiblen Kunststoffrohrmittel
19,
was die Wahrscheinlichkeit verringert, dass sich die Spitzenelektrode
36 von dem
Rohrmittel
19 trennt. Alternativ kann der Ziehdraht
50 an
der Seite des Spitzenabschnitts
14 angebracht werden. Eine
derartige Ausgestaltung ist in der US-Patentanmeldung Nr. 08/924,611
beschrieben (eingereicht am 5. September 1997) (nun als
US 6,123,699 veröffentlicht).
Innerhalb des zweiten Lumens
32 des Spitzenabschnitts
14 erstreckt
sich der Ziehdraht
50 durch eine Hülse
56 aus Kunststoff,
vorzugsweise Teflon
®, die verhindert, dass
der Ziehdraht
50 in die Wand des Rohrmittels
19 schneidet,
wenn der Spitzenabschnitt abgelenkt wird.
-
Es
wird eine longitudinale Bewegung des Ziehdrahtes
50 relativ
zum Katheterkörper
12 durch geeignete
Manipulation des Bediengriffs
16 durchgeführt, was
zu einer Ablenkung des Spitzenabschnitts
14 führt. Eine
geeignete Ausgestaltung des Bediengriffs zur Verwendung mit der
vorliegenden Erfindung ist in der US-Patentanmeldung Nr. 08/982,113,
eingereicht am 1. Dezember 1997, beschrieben (nun als
US 6,120,476 veröffentlicht). Falls gewünscht, kann der
Katheter multidirektional sein, d. h. er hat zwei oder mehr Ziehdrähte, um
die Möglichkeit
zu verbessern, den Spitzenabschnitt in mehr als eine Richtung zu
manipulieren, oder um zwei oder mehr verschiedene Krümmungen
zu bilden. Eine Beschreibung einer derartigen Ausgestaltung ist
in der EP-A-0 904 796, EP-A-0 985 423, EP-A-0 982 407, EP-A-1 005 839 und EP-A-1
038 545 vorgesehen.
-
Die
Katheter gemäß der Erfindung
sind besonders geeignet zum Mapping des Herzens und zum Abladieren
von Herzgewebe, wie zusätzliche
Signalwege, die Arrhythmien verursachen. Im Betrieb wird das distale
Ende des Katheters 10 in eine Vene oder Arterie eingeführt und
in das Herz vorgeschoben. Um die Positionierung des Spitzenabschnitts 14 des
Katheters 10 an einer gewünschten Position innerhalb
des Herzens zu unterstützen,
werden der Ziehdraht 50 und der Bediengriff 16 verwendet,
um den Spitzenabschnitt 14 abzulenken. Sobald der Spitzenabschnitt 14 an
oder nahe der gewünschten Stelle
des Herzgewebes positioniert wurde, kann die elektrische Aktivität des Herzens
identifiziert, bewertet oder erfasst werden, und elektrophysiologische Quellen
von Arrhythmie können
identifiziert und/oder behandelt werden.
-
Genauer
wird das bipolare Elektrodenpaar, nämlich der freigelegte Bereich 35 der
Spitzenelektrode 36 und die Ringelektrode 39,
die auf der Spitzenelektrode angebracht ist, verwendet, um die elektrische
Aktivität
des Herzens zu erfassen. Der Katheter der vorliegenden Erfindung
ist derart gestaltet, dass der freigelegte Bereich 35 der
Spitzenelektrode 36 in unmittelbarer Berührung mit
dem Herzgewebe ist. Somit erfasst der freigelegte Bereich 35 sowohl
die lokale Aktivierungsenergie (Nahfeld-Signale) an dem Berührungspunkt
mit dem Herzgewebe als auch Fernfeldaktivierungsenergie (Fernfeld-Signale), die von
dem freigelegten Bereich durch das Blut empfangen werden. Die Ringelektrode 39 ist
jedoch relativ zum freigelegten Bereich 35, der vor einer
direkten Berührung
mit dem Herzgewebe zu schützen
ist, aber eine Berührung
mit dem umgebenden Blut ermöglichen
soll, ausgespart. Die große
Nähe der
Ringelektrode 39 zum freigelegten Bereich 35 ermöglicht es,
dass die Ringelektrode in etwa die gleichen Fernfeld-Signale empfängt wie
der freigelegte Bereich. Die Ringelektrode 39 fängt jedoch
nicht das lokale Aktivierungspotential (Nahfeld-Signale) auf, das von
dem freigelegten 35 Bereich empfangen wird. Die von dem
freigelegten Bereich 35 und der Ringelektrode 39 empfangenen
Signale werden einer geeigneten Signalverarbeitungseinheit übermittelt.
Innerhalb der Signalverarbeitungseinheit wird das von der Ringelektrode 39 erkannte
Signal, das nur eine Fernfeld-Aktivität einschließt, von dem Signal subtrahiert,
das von dem freigelegten Bereich 35 der Spitzenelektrode 36 erkannt
wird, das sowohl Nahfeld- als auch Fernfeld-Aktivität einschließt. Somit
können die
Nahfeld-Signale genauer bestimmt werden. Dieses verbesserte Verfahren
zum Erkennen elektrischer Aktivität ermöglicht es dem Arzt oder der Bedienperson,
die Position des Arrhythmie verursachenden Fokus zur Ablation und
zu anderen Zwecken genauer zu bestimmen.
-
Zusätzlich begrenzt
die elektrisch isolierende Schicht 55 den elektrisch aktiven
Oberflächenbereich der
Spitzenelektrode 36 auf den freigelegten Bereich 35,
wodurch eine verbesserte Elektrogrammauflösung im Vergleich zu einer
herkömmlichen
Spitzenelektrode zur Verfügung
gestellt wird. Genauer werden Elektrogramme, die von dem relativ
kleinen freigelegten Bereich 35 aufgezeichnet werden, diskreter
sein und eine elektrische Aktivität von einem kleineren Gewebebereich übermitteln.
-
Der
elektromagnetische Ortungssensor 72 in dem Spitzenabschnitt 14 des
Katheters wird verwendet, um eine Karte des Herzens zur Verfügung zu stellen,
so dass der Arzt besser bestimmen kann, wo abladiert werden muss,
und ein besseres Gefühl
dafür haben
kann, wo sich der Spitzenabschnitt 14 während des Verfahrens befindet.
Bei der Verwendung wird der Patient in ein Magnetfeld platziert,
das zum Beispiel durch Platzieren eines Kissens, das Spulen zum
Erzeugen eines Magnetfeldes enthält,
unter den Patienten erzeugt wird, und ein elektromagnetischer Referenzsensor
wird relativ zum Patienten befestigt, z. B. mit einem Klebestreifen
auf den Rücken
des Patienten geklebt. Signale, die sowohl durch den befestigten
Referenzsensor als auch den elektromagnetischen Ortungssensor 72 in
dem Katheter erzeugt werden, werden verstärkt und an einen Computer übertragen,
der die Signale analysiert und auf einem Monitor anzeigt. Durch
dieses Verfahren kann die genaue Position des Ortungssensors 72 (und
somit des Spitzenabschnitts 14, einschließlich der
Spitzenelektrode 36) relativ zum Referenzsensor bestimmt
und visuell angezeigt werden. Der Sensor 72 kann auch die
Verschiebung des Katheters erkennen, die durch die Kontraktion des
Herzmuskels verursacht wird.
-
Der
elektromagnetische Mappingsensor 72 wird vorzugsweise in
Kombination mit der Spitzenelektrode 36 und den Ringelektroden 39 verwendet. Durch
Kombinieren des elektromagnetischen Sensors 72 und der
Elektroden 36 und 39 kann ein Arzt gleichzeitig
die Konturen oder die Form der Herzkammer, die elektrische Aktivität des Herzens
und das Ausmaß des
Verschiebens des Katheters erfassen. Die Spitzenelektrode 36 und
die Ringelektrode 39 werden verwendet, um die Stärke der
elektrischen Signale an einer besonderen Stelle zu überwachen.
-
Sobald
die elektrische Aktivität
des Herzens bestimmt und, falls gewünscht, erfasst wurde, verwendet
der Arzt den gleichen Katheter zur Ablation des Herzgewebes. Der
relativ große
Oberflächenbereich
der Spitzenelektrode 36, der den freigelegten Bereich 35 sowie
den proximalen Bereich 37 und den Zentralbereich 38 einschließt, die
mit der thermisch leitenden Schicht 55 bedeckt sind, verbessert
die Fähigkeit
der Elektrode, während
der Ablation Wärme abzuleiten,
im Vergleich zu einer vergleichbaren Spitzenelektrode mit einer
Länge,
die derjenigen des freigelegten Bereichs 35 des vorliegenden
Katheters näher
kommt. Verglichen mit einer Standard-4-mm-Spitzenelektrode stellt
die Spitzenelektrode der vorliegenden Erfindung mit einer bevorzugten
Länge von
etwa 6 mm bis etwa 8 mm eine verbesserte Konvektionskühlung durch
das vorbeiströmende
Blut zur Verfügung,
so dass zusätzliche
Energie an das Gewebe angelegt werden kann. Herkömmliche 8-mm-Spitzenelektroden
erfordern jedoch mehr Energie als die erfindungsgemäße Spitzenelektrode. Die
Spitzenelektrode der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine
freigelegte Länge
von nur etwa 2 mm bis etwa 3 mm, was die Menge der erforderlichen Energie
zum Abladieren im Vergleich zu einer Spitzenelektrode mit einer
freigelegten Länge
von 8 mm verringert. Ferner verwendet eine herkömmliche 8-mm-Spitzenelektrode
mehr Energie, die das umgebende Blut erwärmt, anstatt das angrenzende
Herzgewebe zu erwärmen.
Diese Erwärmung
des Blutes kann eine signifikante Koagulation des Blutes entlang
der Oberfläche
der Spitzenelektrode verursachen. Die vorliegende Erfindung überwindet
dieses Problem, indem sie eine elektrisch isolierende, aber thermisch
leitende Schicht über
dem nicht freigelegten Abschnitt der Spitzenelektrode 36 vorsieht,
wodurch die elektrische Energie an dem freigelegten Bereich 35 konzentriert
werden kann, während
der isolierte Abschnitt (der Zentralbereich 38) der Spitzenelektrode
durch vorbeifließendes
Blut konvektiv gekühlt
wird.
-
Aus
dieser Ausgestaltung ergibt sich, dass mit der erfindungsgemäßen Elektrode
mehr Energie an das Gewebe angelegt werden kann, im Vergleich zu
einer Standard-Spitzenelektrode
mit einer Gesamtlänge
gleich der Länge
des freigelegten Bereichs 35 der erfindungsgemäßen Elektrode.
Dies ist so, da das Blut die erfindungsgemäße Elektrode im Vergleich zur
Standard-Spitzenelektrode effizienter kühlen kann. Zusätzlich kann
die erfindungsgemäße Elektrode
eine gleich große
Läsion
bilden wie eine Standard-Spitzenelektrode
mit einer Gesamtlänge gleich
der Gesamtlänge
der erfindungsgemäßen Elektrode
(aber ohne eine elektrisch isolierende und thermisch leitende Beschichtung),
jedoch unter Verwendung von weniger Energie. Dies ist so, weil die erfindungsgemäße Elektrode eine
höhere
Stromdichte hat als eine Standard-Spitzenelektrode, während sie
immer noch ähnliche
Kühlfähigkeiten
aufweist, und daher ist weniger Energie nötig.
-
Zusätzlich wird,
wie oben besprochen, die Elektrodenimpedanz routinemäßig während der
Ablation überwacht,
um die mögliche
Bildung von gefährlichen
verkohlten Partikeln oder einem Thrombus auf der Spitzenelektrode
zu erkennen. Da der elektrisch aktive Bereich (d. h. der freigelegte
Bereich 35) der erfindungsgemäßen Spitzenelektrode kleiner
als bei herkömmlichen
Ablations-Spitzenelektroden ist, die eine ähnliche Kühlfähigkeit bieten, werden Änderungen
der Impedanz auf Grund einer Bildung von verkohlten Partikeln oder
einem Thrombus mit dem erfindungsgemäßen Katheter leichter erkannt.
-
Die
vorstehende Beschreibung wurde anhand derzeit bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung vorgestellt. Fachleuten auf dem Fachgebiet und der
Technologie, die diese Erfindung betrifft, wird klar sein, dass
Abänderungen
und Änderungen
der beschriebenen Struktur durchgeführt werden können, ohne
wesentlich vom Bereich der Erfindung abzuweichen.
-
Demnach
sollte die vorstehende Beschreibung nicht so gelesen werden, dass
sie nur die genauen beschriebenen und in der beigefügten Zeichnung
veranschaulichten Strukturen betrifft, sondern sie sollte eher konsistent
mit den und als Unterstützung
der Ansprüche
gelesen werden, die ihren vollständigen
und angemessenen Bereich darstellen.