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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft Ablationsvorrichtungen, die zum Erzeugen von
Läsionen
in Gewebe verwendet werden. Diese Erfindung betrifft insbesondere
Ablationsvorrichtungen, die ein Vakuum oder eine Saugkraft verwenden,
um das Gewebe derart zu halten, dass [lineare] Läsionen erzeugt werden. Diese Erfindung
betrifft auch diagnostische Vorrichtungen, welche verwendet werden,
um einen physiologischen Prozess zu überwachen oder zu beurteilen. Diese
Erfindung betrifft insbesondere diagnostische Vorrichtungen, welche
ein Vakuum oder eine Saugkraft verwenden, um die Vorrichtung gegen
Gewebe zu halten.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es
ist bekannt, dass die Tätigkeit
des Herzens von elektrischen Signalen innerhalb des Herzgewebes
abhängt.
Gelegentlich funktionieren diese elektrischen Signale nicht richtig.
Die "Maze-Prozedur" ist eine chirurgische
Operation für
Patienten mit einer atrialen Fibrillation, die gegen eine medizinische
Behandlung resistent ist. Bei dieser Prozedur werden Einschnitte
in den rechten und linken Atria erzeugt, um einen geordneten Durchgang
der elektrischen Impulse vom SA-Knoten zum atrioventrikulären Knoten
zu erzeugen. Blinddurchgänge
werden auch erzeugt, um Wiedereintrittszyklen zu unterdrücken. Gegenwärtig können die
Läsionen
noch unter Verwendung einer traditionellen Schneid- und Nähtechnik
erzeugt werden. Das sich aus der Prozedur ergebende Narbengewebe
führt zu
einer nicht leitenden Läsion.
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Es
wurde herausgefunden, dass die Ablation von Herzleitungswegen in
dem Gewebebereich, in dem die Signale schlecht funktionieren, solche
fehlerhaften Signale beseitigt. Die Ablation wird auch therapeutisch
mit anderem Organgewebe, wie Lungengewebe, Lebergewebe, Prostatagewebe
und Uterusgewebe, verwendet. Die Ablation kann auch bei der Behandlung
von Leiden, wie Tumoren, Krebs oder unerwünschtem Wachstum, verwendet
werden.
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Gegenwärtig weisen
elektrophysiologische (EP) Ablationsvorrichtungen im Allgemeinen
eine oder mehrere Elektroden an ihren Spitzen auf. Diese Vorrichtungen
können
sowohl zur Diagnose als auch zur Therapie verwendet werden. In einem
Fall ermöglichen
es Elektroden an den Spitzen von EP-Ablationsvorrichtungen dem Arzt, elektrische
Signale entlang der Oberfläche
des Herzens zu messen. Dies wird als "Mapping" bezeichnet. Wenn es notwendig ist,
kann der Arzt in einem anderen Fall bestimmte Gewebe abtragen, wobei
er typischerweise Hochfrequenzenergie (RF-Energie) verwendet, die
zu einer oder mehreren Ablationselektroden übertragen wird, oder der Arzt
kann bestimmte Gewebe unter Verwendung von Mikrowellen-, Laser-,
Ultraschall- oder Kryoverfahren abtragen.
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Manchmal
ist eine Ablation nur an diskreten Positionen entlang dem Gewebe
notwendig. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn akzessorische
Wege abgetragen werden, wie beim Wolff-Parkinson-White-Syndrom oder
bei AV-Knoten- Wiedereintrittstachykardien.
Unter anderen Umständen
ist die Ablation jedoch entlang einer Linie erwünscht, was als lineare Ablation
bezeichnet wird. Dies ist der Fall bei der atrialen Fibrillation,
bei der das Ziel darin besteht, die Gesamtmasse des elektrisch verbundenen atrialen
Gewebes unterhalb einer Schwelle zu verringern, die als kritisch
für das
Aufrechterhalten mehrerer Wiedereintritts-Wavelets angesehen wird.
Lineare Läsionen
werden zwischen elektrisch nicht leitenden anatomischen Orientierungspunkten
erzeugt, um die benachbarte atriale Masse zu reduzieren.
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Eine
lineare Ablation wird gegenwärtig
auf einem von mehreren Wegen erreicht. Ein Weg besteht darin, den
Spitzenabschnitt der Ablationsvorrichtung so zu positionieren, dass
sich die Ablationselektrode an einem Ende der Zielstelle befindet.
Dann wird der Elektrode Energie zugeführt, um das an die Elektrode angrenzende
Gewebe abzutragen. Der Spitzenabschnitt der Elektrode wird dann
entlang dem Gewebe zu einer neuen Position geschoben, und der Ablationsprozess
wird dann wiederholt. Dies wird manchmal als "Surn-drag-burn-Technik" bezeichnet. Diese Technik
ist zeitaufwendig (was für
den Patienten nicht gut ist), und sie erfordert mehrere genaue Anordnungen
der Elektrode (was für
den Arzt schwierig ist). Überdies
ist es selbst dann, wenn der Ablationsprozess eine kontinuierliche
lineare Linie entlang der Oberfläche
des Zielgewebes erzeugt, nicht gewährleistet, dass das Gewebe
durch verschiedene Schichten des Zielgewebes kontinuierlich und
vollständig
abgetragen wird (d.h. es ist nicht gewährleistet, dass eine Transmuralität erreicht
wird).
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Ein
zweiter Weg zum Erreichen einer linearen Ablation besteht in der
Verwendung einer Ablationsvorrichtung mit einer Reihe beabstandeter
Band- oder Spulenelektroden, welche, nachdem der Elektrodenabschnitt
der Ablationsvorrichtung geeignet positioniert wurde, gleichzeitig
oder nacheinander mit Energie versorgt werden, um die gewünschte Läsion zu
erzeugen. Falls die Elektroden dicht genug beieinander sind, laufen
die Läsionen
ausreichend zusammen, um eine kontinuierliche lineare Läsion zu
erzeugen. Wenngleich diese Technik einige der mit der Burn-drag-burn-Technik oder "Spot-burn-Technik" verbundenen Probleme
beseitigt, kann eine gewisse Repositionierung der Ablationsvorrichtung
erforderlich sein, um eine angemessen lange Läsion zu erzeugen. Zusätzlich kann
es schwierig sein, einen angemessenen Gewebekontaktdruck für jede Elektrode in
einer Mehrelektroden-Ablationsvorrichtung zu erreichen. Weiterhin
neigt die Verwendung mehrerer Elektroden zur Erzeugung der linearen
Läsion
dazu, die Herstellung des Spitzenabschnitts zu verteuern, dazu,
dass er sperriger wird, und es kann dadurch bewirkt werden, dass
der Spitzenabschnitt steifer als bei einer einzigen Elektrode wird.
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Ein
anderes ablationsbezogenes Problem ergibt sich aus der Abgabe von
Hochfrequenzenergie an Muskelgewebe in der Art des Herzens. Die
Ablation solchen Gewebes unter Verwendung herkömmlicher Ablationsvorrichtungen
hat eine Tendenz, das Blut oder Gewebe zu verkohlen oder zu verbrennen, mit
dem die Elektroden in Kontakt sind, falls die Temperatur eine bestimmte
Schwelle überschreitet
(beispielsweise mehr als 50°C).
Hierdurch wird der Ablationsprozess schwieriger, weil es notwendig
ist, den Spitzenabschnitt nach einer Reihe von Verbrennungen zu
reinigen. Überdies
kann durch das Überhitzen des
Gewebes in der Nähe
der Zielstelle das Gewebe ausgetrocknet werden und ein Überbrennen
hervor gerufen werden.
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Es
wäre wünschenswert,
eine Ablationsvorrichtung zu haben, die leicht in Bezug auf das
Zielgewebe zu positionieren ist und die in Bezug auf das Zielgewebe
stabil in Position bleibt.
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Es
wäre ferner
wünschenswert,
eine Ablationsvorrichtung zu haben, die, wenn sie positioniert ist,
in der Lage ist, leicht eine lineare, transmurale Läsion zu
erzeugen.
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Es
wäre weiter
wünschenswert,
eine Ablationsvorrichtung zu haben, die in der Lage ist, die Gewebetemperatur
zu überwachen,
um das Verbrennen des Gewebes zu vermeiden.
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Es
wäre weiter
wünschenswert,
ein Mittel zum Überwachen
von einem oder mehreren chemischen, physikalischen oder physiologischen
Merkmal eines Körpergewebes
oder eines Körperfluids
während
der Ablationsprozedur bereitzustellen.
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Es
wäre weiter
wünschenswert,
ein System und ein Verfahren zum steuerbaren Überwachen und Abtragen bereitzustellen.
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In
US-A-5 836 311 ist
eine absaugunterstützte
Vorrichtung zum Immobilisieren von Gewebe offenbart, welche aufweist:
eine Gewebekontaktfläche, eine
Mehrzahl von Absaugöffnungen,
die üblicherweise
linear entlang der Gewebekontaktfläche angeordnet sind und in
der Lage sind, ein Gewebeteil zumindest teilweise in die Absaugöffnungen
nach Sauganwendung einzusaugen, einen Absaugkanal zum Bereitstellen
eines Sogs von einer Absaugquelle zu den Absaugöffnungen, wobei der Absaugkanal
wirkend mit den Absaugöffnungen
verbunden ist, und ein erstes verlängertes bzw. lang gestrecktes
leitendes Energieübertragungselement,
das entlang der Gewebekontaktfläche
positioniert ist und sich benachbart zu einer ersten Seite von jeder
der Absaugöffnungen
erstreckt.
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Gemäß der Erfindung
ist ein System für
eine absaugunterstützte
Ablation zum Erzeugen einer Gewebeablationsstelle vorgesehen, wobei
das System umfasst:
eine Gewebekontaktfläche,
eine Mehrzahl von
Ansaugöffnungen,
die üblicherweise
linear entlang der Gewebekontaktfläche angeordnet sind und in
der Lage sind, ein Gewebeteil zumindest teilweise in die Ansaugöffnungen
nach Sauganwendung einzusaugen,
einen Absaugkanal zum Bereitstellen
eines Sogs von einer Absaugquelle zu den Ansaugöffnungen, wobei der Absaugkanal
wirkend mit den Absaugöffnungen verbunden
ist,
ein erstes verlängertes
bzw. lang gestrecktes leitendes Energieübertragungselement, das entlang
der Gewebekontaktfläche
positioniert ist und sich benachbart zu einer ersten Seite von jeder
der Ansaugöffnungen
erstreckt, und
ein zweites verlängertes leitendes Energieübertragungselement,
das entlang der Gewebekontaktfläche
positioniert ist und sich benachbart zu einer zweiten Seite von
jeder der Ansaugöffnungen
erstreckt, wobei das erste und zweite Energieübertragungselement in der Lage
sind, eine im allgemeinen lineare transmurale Läsion in dem Gewebeteil, das
in die Ansaugöffnungen
nach Energieanwendung über
das erste und zweite Energieübertragungselement
eingesogen wurde, zu bilden.
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Die
Vorrichtung kann auch eine Einfädelungsvorrichtung
bzw. eine Handhabungsvorrichtung bzw. eine Manövriervorrichtung in der Art
einer Zugkabelanordnung aufweisen. Die Vorrichtung kann auch mindestens
ein Thermoelement aufweisen. Die Vorrichtung kann ein leitendes
Element an einer ersten Gewebekontaktfläche und ein getrenntes leitendes
Element an einer zweiten Stützfläche aufweisen. Das
leitende Element kann eine Mehrzahl von Nadelelektroden aufweisen.
Die Vorrichtung kann auch mindestens eine Fluidöffnung aufweisen, die sich
innerhalb des leitenden Elements befinden kann. Das leitende Element
kann auch aus einem Material bestehen, das in der Lage ist, Fluid
abzugeben.
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Beim
Gebrauch wird die erste Fläche
der Vorrichtung angrenzend an einen Gewebebereich angeordnet. Ein
Sog wird über
den Absaugkanal zu den Absaugelementen geleitet. Das Gewebe wird
mit dem Sog gegriffen und abgetragen. Mindestens ein Fluidauslass
kann angrenzend an die Stützfläche bereitgestellt
sein, und das Fluid kann durch den Fluidauslass abgegeben werden.
Der Fluidauslass kann sich innerhalb des leitenden Elements befinden.
Die Vorrichtung kann unter Verwendung eines Einfädelungsapparats angeordnet
werden. Mindestens ein Thermoelement kann in Kommunikation mit mindestens
einem Absaugelement angeordnet werden, und eine thermische Umgebung
des Absaugelements kann unter Verwendung des Thermoelements gemessen
werden. Das Gewebe kann abgetragen werden, bis die Messung der thermischen
Umgebung ein gegebenes Niveau erreicht. Es kann eine zweite Gewebekontaktfläche mit
einem angrenzend an eine erste Außenfläche der zweiten Fläche angeordneten zweiten
leitenden Element bereitgestellt werden. Die erste Außenfläche der
zweiten Fläche
kann in einer Linie mit der ersten Fläche angeordnet werden, um einen
Kreis zu schließen.
Das Gewebe wird abgetragen.
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Die
Gewebekontaktflächen
können
aufeinander folgend in linearer Weise entlang dem Einfädelungsapparat
angeordnet sein, so dass eine kontinuierliche Ablationsläsion erreicht
wird. Das System kann auch ein Fluidversorgungssystem aufweisen, das
mindestens eine angrenzend an die Stützfläche angeordnete Fluidöffnung,
einen Fluidkanal, ein leitendes Element mit Fluidöffnungen
oder ein leitendes Element aus einem Material, das Fluid abgibt,
aufweisen kann.
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Die
vorstehend erwähnten
und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden
detaillierten Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen
in Zusammenhang mit der anliegenden Zeichnung besser verständlich werden.
Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnung dienen lediglich
zum Erläutern
der Erfindung und sollen den durch die anliegenden Ansprüche definierten
Schutzumfang der Erfindung nicht einschränken.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht der absaugunterstützten
Ablationsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, die innerhalb eines Systems zum Abtragen von Gewebe dargestellt
ist,
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2 eine
Bodenansicht einer Ausführungsform
der absaugunterstützten
Ablationsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, worin eine erste Konfiguration der Absaugelemente und
der Ablationselektroden dargestellt ist,
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3 eine
Schnittansicht einer Ausführungsform
der absaugunterstützten
Ablationsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, worin die Absaugaktivität und das Ablationsmuster an
einer Absaugstelle dargestellt sind,
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4 eine
Bodenansicht einer zweiten Ausführungsform
der absaugunterstützten
Ablationsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, worin eine zweite Konfiguration der Absaugelemente und der
Ablationselektroden dargestellt ist,
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5 eine
Bodenansicht einer anderen Ausführungsform
der absaugunterstützten
Ablationsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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6 eine
schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Ablationssystems
zum Abtragen von Gewebe gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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7 eine
alternative Ausführungsform
einer Sensorvorrichtung zur Messung gemäß der vorliegenden Erfindung,
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8 eine
alternative Ausführungsform
einer Sensorvorrichtung zur Messung gemäß der vorliegenden Erfindung,
und
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9 ein
Flussdiagramm einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER GEGENWÄRTIG
BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt
eine Ausführungsform
eines Systems 10 zum Abtragen von Gewebe in der Art organischen
Gewebes gemäß der vorliegenden
Erfindung. Typischerweise befindet sich das abzutragende Gewebe
in einer Körperhöhlung in
der Art des Endokard- oder Epikardgewebes des Herzens. Gewebe anderer
Körperorgane,
wie der Leber, der Lungen oder der Niere, kann auch unter Verwendung
der vorliegenden Erfindung abgetragen werden. Gewebetypen, die abgetragen
werden können,
umfassen Haut-, Muskel- oder sogar Krebsgewebe oder ein abnormes
Gewebewachstum.
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Das
System 10 kann eine Ablationsvorrichtung 12 aufweisen,
die mindestens zwei leitende Elemente 22 in der Art einer
Elektrode und einer Verbindung 28 zu einer Leistungsquelle 30 aufweist.
Die Ablationsvorrichtung 12 weist auch mehrere Absaugelemente 44 und
einen Absaugkanal 34 auf, wodurch ein Sog von der Absaugquelle 20 bereitgestellt
wird. Das System 10 kann auch einen Kanal 26 für eine Spülquelle 40 aufweisen,
die der Ablationsstelle Spülfluid
bereitstellt.
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Das
System 10 kann auch temperaturempfindliche Elemente 36 aufweisen,
welche die gleiche Leistungsquelle 30 wie die Elektroden
aufweisen können
oder ihre eigene Leistungsquelle haben können.
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Das
System 10 kann auch eine Blindelektrode (nicht abtragende
Elektrode) 23 aufweisen, die als eine Rückführungsplatte für durch
die Elektrode 22 übertragene
Energie dienen kann. Die Elektrode 23 kann an einer anderen
Stelle des Körpers
des Patienten als der Ablationsstelle angeordnet werden. Beispielsweise
kann die Elektrode 23 am Rücken des Patienten, an seinem
Oberschenkel oder an seiner Schulter angeordnet werden.
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Die
Ablationsvorrichtung 12 kann ein beliebiges geeignetes
Ablationswerkzeug sein, das einen Sog verwendet, um die Ablationsvorrichtung
an Gewebe zu verankern, das abgetragen wird, wie beispielsweise
ein Katheter, eine Elektrokauterisationsvorrichtung, eine elektrochirurgische
Vorrichtung, ein absaugunterstütztes
Ablationswerkzeug, eine Ablationsschale, ein Ablationspaddel, ein
Ablationshämostat
oder ein Ablationsdraht. Die Ablationsvorrichtung 12 und
ihre Komponenten bestehen vorzugsweise aus einem biokompatiblen
Material, wie Edelstahl, biokompatiblem Epoxidharz oder biokompatiblem Kunststoff.
Vorzugsweise ruft ein biokompatibles Material nur eine geringe allergische
Reaktion vom Körper
des Patienten hervor und ist korrosionsbeständig, wenn es innerhalb des
Körpers
des Patienten angeordnet wird. Ferner ruft das biokompatible Material vorzugsweise
keine zusätzlichen
Belastungen für den
Körper
des Patienten hervor, so dass es beispielsweise nicht in schädlicher
Weise an Elementen innerhalb der chirurgischen Höhlung schabt. Alternativ kann
die Biokompatibilität
eines Materials durch Beschichten des Materials mit einer biokompatiblen Beschichtung
verbessert werden.
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Vorzugsweise
kann die Ablationsvorrichtung 12 permanent oder abnehmbar
an einem Einfädelungsapparat
angebracht sein oder diesen aufweisen, um die Vorrichtung 12 zu
einer Gewebeoberfläche
zu fädeln.
Beispielsweise kann die Ablationsvorrichtung 12 an einem
Griff 72 angebracht werden, wie in 1 dargestellt
ist. Die Ablationsvorrichtung 12 kann auch an einer oder
mehreren der Spannvorrichtungen einer hämostatähnlichen Vorrichtung angeordnet
werden. Die Ablationsvorrichtung 12 kann auch in Zusammenhang
mit einem traditionellen Katheter verwendet werden, beispielsweise
bei einer Ablationsprozedur am geschlossenen Herzen. Die Ablationsvorrichtung 12 kann
auch mit einer Schlingen- oder Zugkabelanordnung eingefädelt werden. Die
Ablationsvorrichtung kann auch an einer stiftartigen Einfädelungsvorrichtung
in der Art des von Medtronic, Inc. verfügbaren Sprinkler-Stifts positioniert werden.
Alternativ könnte
ein beliebiger geeigneter flexibler, biegsamer oder steifer Griff
als ein Einfädelungsapparat
verwendet werden. Alternativ kann auch jeder geeignete endoskopische
oder thoroskopische Einfädelungsapparat
mit der Vorrichtung 12 verwendet werden.
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Die
Vorrichtung 12 weist vorzugsweise auch eine Verbindung 28 auf,
die zum Leiten von Energie zur Vorrichtung 12, insbesondere
zum leitenden Element 22 von einer Leistungsquelle, geeignet
ist.
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Das
leitende Element 22 der Ablationsvorrichtung 12 kann
vorzugsweise eine Elektrode sein. Diese Elektrode 22 kann
an jedem geeigneten Ort an der Vorrichtung 12 angeordnet
werden. Vorzugsweise wird die Elektrode 22 in der Nähe eines
Endes der Vorrichtung 12, vom Benutzer entfernt, angeordnet, um
sie leichter gegenüber
dem Gewebe 60, das abzutragen ist, handhaben zu können.
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2 zeigt
eine Ausführungsform
einer Vorrichtung 12 zum Abtragen organischen Gewebes entsprechend
dem System 10 der vorliegenden Erfindung. Die absaugunterstützte Ablationsvorrichtung 12 kann
mindestens eine Fläche 15 aufweisen, die sich
an die Oberfläche
des Zielgewebes 60 anpassen kann. Die Fläche 15 kann
eine beliebige Konfiguration aufweisen, die sich an die Oberfläche des
Zielgewebes anpasst, wie die leicht gekrümmte oder bogenförmige Konfiguration
aus 1. Die Absaugvorrichtung 12 kann auch
einen Absaugkanal 34 aufweisen, der mit mindestens einer
Absaugöffnung 44 verbunden
sein kann, die ein Absaugloch 54 aufweist. Die Absaugvorrichtung
weist mindestens zwei an der benachbarten Fläche 15 angeordnete
leitende Elemente 22 auf. Als Beispiel sind in 2 zwei
leitende Elemente 22, 42 dargestellt. Vorzugsweise
kann das leitende Element 22, 42 eine Elektrode
sein. Alternativ kann die Absaugvorrichtung 12 aus einem
leitenden Polymer bestehen und als ein leitendes Element dienen.
Das distale Ende der Vorrichtung 12 kann in der Nähe der Ablationsstelle
angeordnet werden, und das proximale Ende kann zum Chirurgen hin
gerichtet angeordnet werden.
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Wenn
die Fläche 15 der
Absaugvorrichtung 12 an dem Zielgewebe angeordnet wird,
wird die Fläche 15 vorzugsweise
so angepasst, dass sie in der Form zur Oberfläche des Gewebes passt. Dies
kann erreicht werden, indem die Absaugvorrichtung 12 aus
einem flexiblen Material, wie beispielsweise einem nachgiebigen
Polymer, einem biokompatiblen Gummi, einem thermoplastischen Elastomer
oder PVC, hergestellt wird. Alternativ kann die Absaugvorrichtung 12 aus
einem steiferen Material hergestellt werden, das mit einem elastischen
Material über
der Fläche 15 bedeckt
ist. Die Saugkraft, die durch die Vorrichtung 12 ausgeübt wird,
kann bewirken, dass sich die Vorrichtung 12 enger an die
Form des Zielgewebes anpasst. Die Vorrichtung 12 kann auch
aus einem gefügigen
Edelstahl oder einem anderen Material, das formbar, jedoch nicht
notwendigerweise flexibel ist, hergestellt werden. Die Vorrichtung 12 kann auch
aus einem leitenden Polymer hergestellt werden.
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Die
Ablationsvorrichtung 12 kann auch permanent oder abnehmbar
an einem Absaugröhrchen 24 angebracht
sein. Der Absaugkanal 34 kann sich innerhalb des Röhrchens 24 befinden.
Der Kanal 34 kann über
die Absauglöcher 54 der
Absaugöffnungen 44 in
der Vorrichtung 12 einen Sog auf die Zielgewebeoberfläche übertragen.
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Die
Absaugöffnungen 44 können in
einer Reihe von drei bis sechs Öffnungen
angeordnet werden, wenngleich die spezifische Anzahl der Öffnungen
und ihre Position variieren können.
Damit sich eine lineare Läsion
bei dem Ablationsprozess ergibt, werden die Öffnungen linear angeordnet.
Die Vorrichtung 12 kann während des Einführens mit
einer Abdeckung abgedeckt werden, um zu verhindern, dass Blut oder
Gewebe die Öffnungen 44 verstopft,
wenngleich dies nicht notwendig ist. Diese Abdeckungen können Abdeckungen
aus biokompatiblem Material einschließen, welche die Vorrichtung 12 abdecken würden. Alternativ
können
die Abdeckungen über den Öffnungen 44 angeordnet
werden, beispielsweise in Gestalt von Netzabdeckungen oder rippenförmigen Abdeckungen.
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Jede
Absaugöffnung 44 weist
ein Absaugloch 54 auf, das sich in der Mitte oder an einer
Position etwas außerhalb
der Mitte der Absaugöffnung 44 befindet.
Wenngleich die Löcher 54 in 2 kreisförmig sind,
können
auch andere Formen verwendet werden. Die Absaugöffnungen 44 können auch
eine beliebige geeignete Form aufweisen. Beispielsweise können die Öffnungen 44 gemäß der Ausführungsform
aus 2 rechteckig sein. Zusätzlich können die Absauglöcher 54 mit einer
Abdeckung in der Art der vorstehend beschriebenen abgedeckt werden, um
zu verhindern, dass Blut oder Gewebe die Öffnungen 54 verstopft.
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Vorzugsweise
hat jedes Absaugloch 54 einen Durchmesser, der kleiner
ist als der Bereich der Absaugöffnung 44.
Hierdurch wird ein Weg hohen Widerstands zwischen der Absaugöffnung 44 und dem
Absaugkanal 34 erzeugt. Deshalb sollte ein Verlust einer
Gewebe-zu-Öffnung-Dichtung
in einer Absaugöffnung
(und damit ein Verlust der Befestigung der Absaugöffnung an
dem Gewebe) keinen steilen Druckabfall in dem Rest der Absaugöffnungen
hervorrufen.
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Die
Ablationsvorrichtung 12 kann permanent oder entfernbar
an mindestens einer Verbindung 28 angebracht sein, um den
Elektroden 22, 42 Energie von der Leistungsquelle 30 zuzuführen. Diese
Energie ist typischerweise elektrische Energie, wie beispielsweise
Hochfrequenzenergie (RF-Energie).
Sie kann jedoch auch ein beliebiger geeigneter Energietyp sein,
wie beispielsweise Mikrowellenenergie oder Ultraschallenergie. Vorzugsweise
verläuft
die Elektrode 22 über
die Länge
einer Seite der Vorrichtung 12, und die Elektrode 42 verläuft über die
Länge der entgegengesetzten
Seite der Vorrichtung 12. Die Elektrode 22 kann
in Kontakt mit dem Zielgewebe gebracht werden, um das Gewebe abzutragen.
Gemäß der Ausführungsform
aus 2 sind zwei Elektroden in einer bipolaren Anordnung
dargestellt. Bei einer solchen bipolaren Anordnung kann die Elektrode 42 auch
in Kontakt mit dem Zielgewebe 60 gebracht werden, um das
Gewebe abzutragen.
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Die
Ablationsvorrichtung 12 kann permanent oder abnehmbar an
mindestens einem Fluidkanal 26 angebracht sein, um die Ablationsstelle
mit einem Fluid zu spülen.
Alternativ kann die Ablationsstelle nicht gespült werden. Das Fluid wird der
Stelle durch Fluidöffnungen 46 zugeführt, die
vorzugsweise in die Elektroden 22, 42 integriert
sind. Das Fluid kann jedoch über
einen getrennten Spülmechanismus
in der Art einer Spülpumpe
(nicht dargestellt) der Stelle zugeführt werden. Weiterhin können Fluidöffnungen 46 in
einer geeigneten Art an der Vorrichtung 12 angeordnet sein.
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Die
Absaugablationsvorrichtung 12 kann farbig sein, so dass
sie gegenüber
dem Zielgewebe leicht sichtbar ist. Alternativ kann sie klar sein,
um den Chirurgen weniger abzulenken oder den Blick auf Blut oder
anderes Material, das abgesogen wird, freizugeben. Das Absaugröhrchen 24 kann
ein flexibles Röhrchen
sein, das aus einem weichen Kunststoff besteht, der klar oder gefärbt sein
kann. Die Absaugöffnungen 44 können aus
biokompatiblem Gummi oder Epoxidharz, das klar oder gefärbt sein
könnte, bestehen.
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Die
Elektroden 22, 42 können aus Edelstahl, Platin,
anderen Legierungen oder einem leitenden Polymer bestehen. Falls
die Vorrichtung 12 aus einem flexibleren Material besteht,
können
die Elektroden 22, 42 aus beliebigen Materialien
bestehen, die sich innerhalb der Vorrichtung 12 biegen.
Solche flexible Elektroden können
beispielsweise in einer Spulen- oder Federkonfiguration hergestellt
werden. Die flexiblen Elektroden 22, 42 können auch
aus einem Gel, wie Hydrogel, hergestellt werden. Überdies
können
die Elektroden 22, 42 auch Elektroden sein, die ausgelegt
sind, um ein Fluid abzugeben, wie beispielsweise mikroporöse Elektroden, "tropfende" Elektroden oder
Elektroden aus einem Hydrogel.
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Eine
Quelle 20 zum Erzeugen eines Sogs kann am proximalen Ende
des Absaugröhrchens 24, vorzugsweise
durch einen Standardverbinder, angebracht werden. Diese Absaugquelle 20 kann
die Standardabsaugquelle sein, die im Operationssaal verfügbar ist,
und sie kann mit einer Pufferflasche (nicht dargestellt) mit der
Vorrichtung 12 gekoppelt sein. Der Sog wird bei einem Unterdruck
zwischen 26,7 kPa–80
kPa (200–600
mm Hg) bereitgestellt, wobei 53,3 kPa (400 mm Hg) bevorzugt ist.
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Das
System 10 kann mindestens ein temperaturempfindliches Element 36 aufweisen.
Das temperaturempfindliche Element 36 wird angeordnet,
um mit mindestens einer der Absaugöffnungen 44 zu kommunizieren.
Vorzugsweise wird ein Element 36 angeordnet, um mit jeder
Absaugöffnung 44 zu
kommunizieren. Diese Elemente können
beispielsweise Thermoelementdrähte,
Thermistoren oder thermochromatische Tinten sein. Diese Thermoelemente
ermöglichen
das Messen einer Temperatur. Diese Temperaturüberwachung kann entscheidend
sein. Bei einer zu hohen Temperatur wird das Gewebe verkohlt oder
bewirkt, dass das Blut an der Ablationsstelle koaguliert. Vorzugsweise
können
die Elemente 36 innerhalb der Absaugöffnungen 44 angeheftet
werden, so dass sie das Gewebe kontaktieren, wenn es in die Öffnungen
gesogen wird. Thermoelemente, die verwendet werden können, sind
ein T-Thermoelementdraht vom Maß 30 von
Dodge Phelps Company. Ein Typ leitenden Epoxidharzes, das zum Anheften
der Elemente verwendet werden kann, ist das Epoxidharz BA-2902,
das von Trecon verfügbar
ist.
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Ein
getrenntes temperaturempfindliches Element 36 kann an jede
Absaugöffnung 44 angeheftet oder
darin angebracht werden. Alternativ kann ein temperaturempfindliches
Element aufgenommen werden, um durch alle Absaugöffnungen 44 zu verlaufen.
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Wenn
die Ablation auftritt, ist es manchmal wünschenswert, die Ablationsstelle
mit einem Spülfluid
zu spülen,
das beispielsweise ein geeignetes Fluid, wie Salzlösung, ein
ionisches Fluid, das leitend ist, oder ein anderes leitendes Fluid
sein kann. Das Spülfluid
kann die Elektrode 22 der Ablationsvorrichtung 12 kühlen. Es
ist auch bekannt, dass eine gespülte
Ablation tiefere Läsionen
erzeugt, bei denen die Wahrscheinlichkeit größer ist, dass sie transmural sind.
Die Transmuralität
wird erreicht, wenn die volle Dicke des Zielgewebes abgetragen wird.
Die Anwendung von Fluid auf eine Ablationsstelle kann auch verhindern,
dass Elektroden, insbesondere Metallelektroden, das Zielgewebe kontaktieren.
Durch einen direkten Kontakt von Elektroden mit dem Zielgewebe kann
das Gewebe verkohlt oder verbrannt werden, wodurch die Vorrichtung
verstopft werden kann. Überdies
kann ein kontinuierlicher Fluidfluss die Oberflächentemperatur der Ablationsvorrichtung
unter der Schwelle für
die Blutgerinnung halten, welche die Vorrichtung auch verstopfen
kann. Durch die Verwendung von Spülfluid kann es weiter weniger
notwendig werden, eine verstopfte Ablationsvorrichtung zum Reinigen
oder Austauschen zu entfernen. Das Vorhandensein einer ionischen
Fluidschicht zwischen der Elektrode 22 und dem abzutragenden
Gewebe kann auch gewährleisten,
dass eine in der Form an die Gewebekonturen angepasste ionische Fluidschicht
erzeugt wird. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
wird eine Salzlösung
verwendet. Alternativ können
andere energieleitende Flüssigkeiten,
wie eine Ringer-Lösung, ein
ionisches Kontrastmittel oder sogar Blut, verwendet werden. Diagnostische
oder therapeutische Mittel, wie Lidokain, CA++-Blocker
oder gentherapeutische Mittel, können auch
vor, bei oder nach der Abgabe des Spülfluids abgegeben werden. Die
Spülquelle 40 kann
eine beliebige geeignete Quelle eines Spülfluids, wie beispielsweise
eine Standardspülpumpe
(nicht dargestellt), sein. Diese Pumpe kann auch mit der Leistungsquelle 30 verbunden
sein, oder sie kann ihre eigene Leistungsquelle haben. Vorzugsweise
weist die Vorrichtung 12 auch ein Kanal 26 auf,
um der Ablationsstelle von der Absaugquelle 40 eine Spülung zuzuführen.
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Gemäß der Ausführungsform
aus 1 können
sich die Fluidöffnungen 46 innerhalb
der Elektrode 22 selbst befinden. Diese Öffnungen
können
in die Elektrode 22 maschinell eingearbeitete Löcher sein. Diese Öffnungen
können
der Ablationsstelle Fluid zuführen,
wie vorstehend beschrieben wurde. Überdies kann die Elektrode 22 eine
Elektrode sein, die dafür ausgelegt
ist, ein Fluid abzugeben, wie beispielsweise eine mikroporöse Elektrode,
eine "tropfende" Elektrode, eine
Elektrode aus einem mikroporösen Polymer
oder eine Elektrode aus einem Hydrogel.
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3 zeigt
einen Querschnitt aus der Nähe entlang
einer Linie A-A aus 1. Bei der Verwendung wird die
in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsform
der Vorrichtung 12 an das Zielgewebe 360 angelegt,
so dass, wenn eine Saugkraft durch die Öffnungen 354 ausgeübt wird,
das Zielgewebe in die Absaugöffnung 344 gezogen
wird. Das Fluid fließt
von den Öffnungslöchern 46 zum
Zielgewebe, wie durch die Pfeile angegeben ist. Die Öffnungslöcher 46 sind
vorzugsweise unter etwa 30 Grad geneigt. Die Öffnungslöcher 46 weisen vorzugsweise
zu den Absaugöffnungen 344 hin.
Die Ablation kann am Punkt 300 des Gewebes beginnen und
sich in der durch die gepunkteten Pfeile angegebenen Richtung ausbreiten.
Im Laufe der Zeit kann das gesamte in die Öffnungen 344 gesogene
Gewebestück
abgetragen werden.
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Die
Elektroden 322, 342 werden auf eine Temperatur
gebracht, die ausreicht, um das Gewebe innerhalb der Öffnungen 44 abzutragen.
Die Thermoelemente 336 können verwendet werden, um die Temperatur
zu überwachen,
und wenn eine gegebene Schwellentemperatur erreicht wird, kann der
Chirurg die Ablation beenden. Diese Konfiguration der Vorrichtung 12 ist
besonders nützlich,
weil sie ein genaues Maß der
Gewebetemperatur liefert, da sich das Gewebe 360 in direktem
Kontakt mit den sich in der Nähe
der Öffnungen 344 befindenden
Thermoelementen 336 befindet. Daher kann die Temperatur des
Gewebes durch die Thermoelemente gemessen werden, statt dass die
Temperatur der Elektrode 322 gemessen wird. Die Temperatur
des Gewebes kann auch auf der Grundlage der Ablationszeit bestimmt werden.
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Die
sich ergebende Läsion
kann transmural sein. Falls zugelassen wird, dass sich das Gewebe erwärmt, bis
die Elemente 336 eine Temperatur angeben, die gewöhnlich den
Zelltod angibt (wie beispielsweise 15 Sekunden bei 55°C), kann
dies angeben, dass das gesamte Gewebe diese Temperatur erreicht
hat. Dies kann wiederum angeben, dass die Läsion transmural ist.
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Die
Ablation, die sich aus der Anordnung der Elektroden in den 2 und 3 ergibt,
ist linear. Die Breite der sich ergebenden Ablations-Läsion kann
durch den Platz zwischen den Elektroden 22, 42 bestimmt
werden. Die Breite der sich ergebenden Ablations-Läsion kann
auch durch die Tiefe der Absaugöffnung 44 und
die Menge des in die Öffnung 44 gesaugten
Gewebes bestimmt werden. Die Tiefe der Läsion kann durch die Tiefe der
Absaugöffnung 44 und
den Betrag der angewendeten Saugkraft gesteuert werden. Die Tiefe
der Läsion
kann auch durch die dem leitenden Element zugeführte Leistung und die Dauer
der Ablationszeit bestimmt werden. Die Läsion, die sich anhand der Absaugöffnung 344 aus 3 ergibt,
wird bei jeder folgenden entsprechenden Absaugöffnung entlang der Länge der
Vorrichtung 12 wiederholt. Es wird davon ausgegangen, dass
für eine
längere
Läsion
ein längeres
Gehäuse verwendet
werden könnte
oder eine Reihe von Gehäusen
miteinander verbunden werden könnten.
Ein einziges Gehäuse
könnte
auch verwendet werden, um eine längere
Läsion
zu erzeugen, indem abgetragen wird, um eine erste Läsion zu
erzeugen, und dann bewegt wird, um eine zweite Läsion in einer Linie mit der
ersten Läsion
zu erzeugen.
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4 zeigt
eine andere Ausführungsform der
in 3 dargestellten Erfindung. Gemäß dieser Ausführungsform
sind die Elektroden 422, 423 in einer unipolaren
Anordnung eingerichtet. Die Elektrode 422 ist an der Vorrichtung 12 angeordnet,
während die
andere Elektrode 423 als ein Erdungsstreifen (Blindelektrode
oder nicht abtragende Elektrode) wirkt und getrennt von der Vorrichtung 12 angeordnet ist.
Beispielsweise könnte
die Elektrode 422 an der Vorrichtung 12 an einer
Fläche
des Herzens angeordnet werden. Dann könnte die entsprechende Elektrode 423,
die sich auf einer getrennten Stützfläche befinden
könnte,
am Rücken
des Patienten angeordnet werden, um den Kreis zu schließen. Die
Absaugöffnungen 444 sind
linear angeordnet. Wenngleich die Absauglöcher 454 kreisförmig sein
können,
können
sie auch eine beliebige geeignete Form zum Erzielen einer Saugwirkung
aufweisen. Die durch diese Art einer unipolaren Anordnung erzeugten
Läsionen
sind gewöhnlich
breiter als jene, die durch eine bipolare Anordnung erzeugt werden.
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Bei
der unipolaren Anordnung aus 4 werden
Absaugöffnungen 444 verwendet,
um Zielgewebe (nicht dargestellt) zu greifen, sie ziehen das Gewebe
jedoch nicht zur Ablation in die Öffnungen. Fluid fließt in der
gleichen Weise wie vorstehend beschrieben aus den Öffnungen
in der Elektrode 423 oder in der Vorrichtung 12.
Die Ablation geschieht in ähnlicher
Weise wie vorstehend beschrieben, wenngleich die Vorrichtung 12 gleichmäßig auf
der Oberfläche
des Zielgewebes bleibt, statt das Gewebe zur Ablation in die Öffnungen
zu ziehen.
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Es
wird davon ausgegangen, dass die gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendeten Elektroden beliebige geeignete Elektroden zum Ausführen einer
Ablation einschließen
könnten,
wie beispielsweise Metallelektroden, geflochtene Metallelektroden
oder Nadelelektroden.
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5 zeigt
eine andere Ausführungsform der
Absaugablationsvorrichtung 512 gemäß der vorliegenden Erfindung,
wobei das leitende Element eine Reihe von Nadelelektroden 522 sein
kann. Es ist eine unipolare Anordnung der Elektroden 522 dargestellt.
Alternativ können
die Elektroden, ähnlich
der Anordnung aus 2, in einer bipolaren Konfiguration
angeordnet werden. Bei einer bipolaren Anordnung kann eine Reihe
von Nadelelektroden die Länge
einer Seite der Absaugöffnungen 544 hinab
angeordnet sein und eine andere Reihe der Elektroden 522 die
Länge der
anderen Seite hinab angeordnet sein. Nadelelektroden können verwendet
werden, um Fettgewebe zu durchstechen, das das Zielgewebe bedeckt.
Sie können
dann verwendet werden, um in das Zielgewebe zu stechen. Ein Sog
kann dann wie vorstehend beschrieben angewendet werden, um die Elektroden
an ihrem Ort zu halten. Die Ablation kann dann wie vorstehend beschrieben
stattfinden. Zusätzlich
weist die Vorrichtung 512 einen Absaugkanal 534 auf,
der für
die Öffnungen 544 und das
Zugkabel 572, die als ein Einfädelungsapparat für die Vorrichtung 512 dienen,
eine Saugwirkung bereitstellen kann.
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6 zeigt
eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Systems 10 zum Abtragen
von Gewebe gemäß der vorliegenden
Erfindung. Gemäß dieser
Ausführungsform
weist das System 10, wie dargestellt, eine Ablationsvorrichtung 12,
eine Absaugquelle 20, eine Spülquelle 40, einen Generator 80 und
einen Sensor 90 auf. Wie zuvor erwähnt wurde, kann das System 10 auch
eine Blindelektrode (nicht abtragende Elektrode) 23 (in 6 nicht
dargestellt) aufweisen. Wie in 1 dargestellt ist,
kann die Blindelektrode 23 an einer anderen Stelle am Körper des
Patienten, beispielsweise an seinem Rücken, seinem Oberschenkel oder
seiner Schulter oder einer weiteren Stelle, die von der Ablationsstelle
verschieden ist, angeordnet werden.
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Die
Ablationsvorrichtung 12 kann ein oder mehrere Energieübertragungselemente,
eine oder mehrere Absaugöffnungen,
einen Absaugkanal, der einen Sog von der Absaugquelle 20 bereitstellt,
und einen Kanal, der Spülfluid
von der Spülquelle 40 bereitstellt,
aufweisen. Die Ablationsvorrichtung 12 kann auch ein Anschlusselement
zum Anschließen der
Ablationsvorrichtung 12 an den Generator 80 aufweisen.
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Wie
vorstehend erörtert
wurde, bestehen die Ablationsvorrichtung 12 und ihre Komponenten
vorzugsweise aus einem biokompatiblen Material. Biokompatible Materialien
oder Biomaterialien sind gewöhnlich
ausgelegt und aufgebaut, um in oder an Gewebe des Körpers eines
Patienten angeordnet zu werden oder um Fluid des Körpers eines
Patienten zu kontaktieren. Idealerweise führt ein Biomaterial keine unerwünschten
Reaktionen in dem Körper,
wie eine Blutgerinnung, eine Tumorbildung, eine allergische Reaktion,
eine Fremdkörperreaktion
(Abstoßung)
oder eine inflammatorische Reaktion, herbei, weist physikalische
Eigenschaften, wie Stärke,
Elastizität,
Permeabilität
und Flexibilität,
auf, die erforderlich sind, um für
den vorgesehenen Zweck zu funktionieren, kann leicht gereinigt,
hergestellt und sterilisiert werden und behält im Wesentlichen seine physikalischen
Eigenschaften und seine Funktionsweise während der Zeit, während der
es in Kontakt mit Geweben oder Fluiden des Körpers bleibt, bei.
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Materialien,
die entweder biokompatibel sind oder so modifiziert werden können, dass
sie biokompatibel sind, und verwendet werden können, um die Ablationsvorrichtung 12,
den Sensor 90 und/oder ihre Komponenten herzustellen, können Metalle,
wie Titan, Titanlegierungen, TiNi-Legierungen, Formerinnerungslegierungen,
superelastische Legierungen, Aluminiumoxid, Platin, Platinlegierungen,
Edelstähle, Edelstahllegierungen,
MP35N, Elgiloy, Haynes 25, Stellit, pyrolytischen Kohlenstoff,
Silberkohlenstoff, glasartigen Kohlenstoff, Polymere oder Kunststoffe, wie
Polyamide, Polycarbonate, Polyether, Polyester, Polyolefine, einschließlich Polyethylene
oder Polypropylene, Polystyrene, Polyurethane, Polyvinylchloride,
Polyvinylpyrrolidone, Silikonelastomere, Fluorpolymere, Polyacrylate,
Polyisoprene, Polytetrafluorethylene, Gummi, Mineralien oder Keramiken,
wie Hydroxapatit, Epoxidharze, menschliches oder tierisches Protein
oder Gewebe, wie Knochen, Haut, Zähne, Kollagen, Laminin, Elastin
oder Fibrin, organische Materialien, wie Holz, Cellulose oder komprimierter
Kohlenstoff, und andere Materialien, wie Glas und dergleichen, einschließen. Materialien,
die nicht als biokompatibel angesehen werden, können durch eine Anzahl von
Verfahren, die auf dem Fachgebiet wohlbekannt sind, modifiziert
werden, so dass sie biokompatibel werden. Beispielsweise kann die
Biokompatibilität
dieses Materials durch Beschichten eines Materials mit einer biokompatiblen
Beschichtung verbessert werden.
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Eine
oder mehrere Flächen
der Ablationsvorrichtung 12, des Sensors 90 und/oder
ihrer Komponenten können
mit einem oder mehreren radioaktiven Materialien und/oder biologischen
Mitteln beschichtet werden, wie beispielsweise einem Antikoagulationsmittel,
einem antithrombotischen Mittel, einem Gerinnungsmittel, einem Thrombozytenmittel, einem
antiinflammatorischen Mittel, einem Antikörper, einem Antigen, einem
Immunglobulin, einem Abwehrmittel, einem Enzym, einem Hormon, einem Wachstumsfaktor,
einem Neurotransmitter, einem Zytokin, einem Blutmittel, einem regulatorischen
Mittel, einem Transportmittel, einem fibrösen Mittel, einem Protein,
einem Peptid, einem Proteoglykan, einem Toxin, einem antibiotischen
Mittel, einem antibakteriellen Mittel, einem antimikrobiellen Mittel,
einem bakteriellen Mittel oder einer bakteriellen Komponente, Hyaluronsäure, einem
Polysaccharid, einem Kohlenhydrat, einer Fettsäure, einem Katalysator, einem
Arzneimittel, einem Vitamin, einem DNA-Segment, einem RNA-Segment,
einer Nukleinsäure,
einem Lektin, einem Antivirusmittel, einem Virusmittel oder einer
Komponente, einem genetischen Mittel, einem Liganden und einem Farbstoff
(der als ein biologischer Ligand wirkt). Biologische Mittel können in
der Natur angetroffen werden (natürlich auftretend), oder sie
können
durch eine Vielzahl auf dem Fachgebiet wohlbekannter Verfahren chemisch
synthetisiert werden.
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Die
Ablationsvorrichtung 12 kann einen Einfädelungsapparat oder ein Einfädelungsmittel
in der Art eines Schafts oder Griffs 72 aufweisen. Der
Griff 72 kann steif oder flexibel sein. Der Griff 72 kann
ein oder mehrere Gelenke oder Verbindungsstücke (nicht dargestellt) zum
Einfädeln
und Anordnen der leitenden Elemente 22 und/oder der Absaugelemente 44 an
Gewebe aufweisen. Die Gelenke oder Verbindungsstücke des Griffs 72 können fernbedient werden,
beispielsweise von außerhalb
des Körpers eines
Patienten. Der Griff 72 kann gefügig oder verformbar sein. Das
Einfädelungsmittel
kann aus einer Formerinnerungslegierung bestehen, bei der Wärme verwendet
werden kann, um die Form des Einfädelungsmittels zu ändern. Das
Einfädelungsmittel
kann aus der Ferne steuerbar sein, beispielsweise mit Zugkabeln.
Das Einfädelungsmittel
kann ein Katheter sein.
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Die
Ablationsvorrichtung 12 kann einen Absaugkopf mit einer
Gewebekontaktfläche
aufweisen. Der Absaugkopf kann flexibel sein, wodurch ermöglicht wird,
dass sich der Kopf an die Oberfläche
des Zielgewebes anpasst. Der Absaugkopf kann gefügig sein, wodurch es einem
Chirurgen ermöglicht
wird, den Kopf so zu formen, dass er sich an die Oberfläche des
Zielgewebes anpasst. Die Gewebekontaktfläche der Ablationsvorrichtung 12 kann
so geformt sein oder so formbar sein, dass sie sich an die Oberfläche des
Zielgewebes, beispielsweise Herzgewebe, anpasst. Der Absaugkopf
kann eine oder mehrere Absaugöffnungen, Öffnungslöcher oder
Elemente 44 aufweisen, die an der Gewebekontaktfläche, entlang
dieser, innerhalb von dieser oder angrenzend an diese angeordnet
sind. Die Absaugöffnungen 44 können einen
Sog durch die Gewebekontaktfläche
zur Atmosphäre übermitteln.
Der Absaugkopf kann ein oder mehrere Energieübertragungselemente aufweisen,
die an der Gewebekontaktfläche,
entlang dieser, innerhalb von dieser oder angrenzend an diese angeordnet
sind. Die Absaugelemente 44 werden verwendet, um die Ablationsvorrichtung 12 an
einer Zielgewebeoberfläche
zu befestigen, wodurch zwei oder mehr Energieübertragungselemente oder Sensoren an
dem abzutragenden oder einer Messung zu unterziehenden Gewebe angeordnet
werden. Das Zielgewebe kann ein schlagendes Herz oder ein nicht schlagendes
Herz einschließen.
Ein oder mehrere Absaugelemente 44 können zum Entfernen von Fluiden
verwendet werden.
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Energieübertragungselemente übertragen Gewebeablationsenergie
zum Zielgewebe. Beispielsweise können
die Energieübertragungselemente
leitfähige
Elemente 22 sein, welche, wie vorstehend erwähnt wurde,
Hochfrequenzenergie, Mikrowellenenergie oder Ultraschallenergie
zur Abtragung von Zielgewebe zuführen
können.
Die Energieübertragungselemente
können
beispielsweise Laserelemente zum Zuführen von Laserlicht für die Abtragung
von Zielgewebe sein, oder sie können
Kryoelemente zur Kryoablation von Zielgewebe sein. Zwei oder mehr
Energieübertragungselemente
oder leitende Elemente 22 der Ablationsvorrichtung 12 können in
einer bipolaren Anordnung angeordnet sein, wobei mindestens ein
Element 22 als eine positive Elektrode verwendet wird und
mindestens ein Element 22 als eine negative Elektrode verwendet wird.
Ein oder mehrere Energieübertragungselemente
oder leitende Elemente 22 der Ablationsvorrichtung 12 können in
einer monopolaren Anordnung angeordnet sein, wobei mindestens ein
Element 22 als eine Elektrode verwendet wird und eine Blindelektrode
(nicht abtragende Elektrode) 23 an einer anderen Stelle
am Körper
des Patienten, wie am Rücken,
am Oberschenkel oder an der Schulter, oder an einer anderen Stelle,
die von der Ablationsstelle verschieden ist, angeordnet wird.
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Die
Energieübertragungselemente
oder leitenden Elemente 22 können ein oder mehrere leitende
Materialien oder Mischungen aufweisen, welche Titan, Titanlegierungen,
TiNi-Legierungen,
Formgedächtnislegierungen,
superelastische Legierungen, Aluminiumoxid, Platin, Platinlegierungen,
Edelstähle, Edelstahllegierungen,
MP35N, Elgiloy, Haynes 25, Stellit, pyrolytischen Kohlenstoff,
Silberkohlenstoff, leitende Polymere oder Kunststoffe oder leitende
Keramiken einschließen.
Die Energieübertragungselemente
oder leitenden Elemente 22 können nicht leitend sein, sie
können
jedoch als ein Kanal dienen, um ein leitendes Material in der Art
eines leitenden Fluids zuzuführen.
Die Energieübertragungselemente
oder leitenden Elemente 22 können porös sein. Beispielsweise können die
Energieübertragungselemente
oder leitenden Elemente 22 poröse Polymere, Metalle oder Keramiken
einschließen.
Die Energieübertragungselemente
oder leitenden Elemente 22 können mit nicht haftenden Beschichtungen,
wie PTFE, oder anderen Typen von Beschichtungen, wie hier erörtert, beschichtet
werden. Die Energieübertragungselemente
oder leitenden Elemente 22 können flexibel sein, wodurch
es möglich
ist, dass sie sich an die Oberfläche
des Zielgewebes anpassen.
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Die
Energieübertragungselemente
oder leitenden Elemente 22 können gefügig sein, wodurch es einem
Chirurgen ermöglicht
wird, sie so zu formen, dass sie zur Oberfläche des Zielgewebes passen.
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Die
Energieübertragungselemente
oder leitenden Elemente 22 können einen oder mehrere Metallleiter
in der Art von Wicklungen innerhalb eines Polymers oder eines leitenden
Netzmaterials aufweisen. Die Energieübertragungselemente oder die
leitenden Elemente 22 können
Röhrchen
bzw. Schläuche
zum Abgeben von Fluiden aufweisen. Die Röhrchen können Löcher oder Schlitze aufweisen.
Ein Polymerröhrchen
kann innerhalb eines Metallröhrchens angeordnet
sein, um die Fluidabgabe durch die Energieübertragungselemente oder leitenden
Elemente 22 zu steuern. Ein oder mehrere der Energieübertragungselemente
oder leitenden Elemente 22 können als Nervenstimulationselektroden
oder Herzstimulationselektroden verwendet werden.
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Die
Energieübertragungselemente
oder leitenden Elemente 22 können Nadeln aufweisen, die dafür ausgelegt
sind, Gewebe, wie Fett- und Muskelgewebe, zu durchdringen. Beispielsweise
können
die Energieübertragungselemente
oder leitenden Elemente 22 dafür ausgelegt sein, Fett am Herz
zu durchdringen, wodurch ermöglicht
wird, dass die Energieübertragungselemente
oder leitenden Elemente 22 das Herzgewebe erreichen. Die
Nadeln können
es ermöglichen,
dass Fluide, wie leitende Fluide, Gewebeablationschemikalien, Arzneimittel
und/oder Zellen dadurch hindurchtreten.
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Die
Ablationsvorrichtung 12 kann einen vom Chirurgen gesteuerten
Schalter aufweisen. Beispielsweise kann ein Schalter in eine Ablationsvorrichtung 12 oder
an dieser aufgenommen sein oder an einem anderen Ort, der sich leicht
und schnell durch den Chirurgen erreichen lässt, um die Ablationsvorrichtung 12 durch
den Chirurgen zu regeln, angebracht sein. Der Schalter kann beispielsweise
ein Handschalter, ein Fußschalter
oder ein sprachaktivierter Schalter sein, der Spracherkennungstechnologien
aufweist.
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Ein
sichtbares und/oder hörbares
Signal, das verwendet wird, um einem Chirurgen den Abschluss oder
die Wiederaufnahme der Ablation mitzuteilen, kann in die Ablationsvorrichtung 12 aufgenommen sein.
Beispielsweise kann ein Piepton oder ein Blitzlicht, dessen Frequenz
zunimmt, wenn der Ablationszeitraum endet oder beginnt, verwendet
werden.
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Die
Ablationsvorrichtung 12 kann beispielsweise durch eine
Thorakotomie, eine Sternotomie, perkutan, transvenös, arthroskopisch,
endoskopisch, beispielsweise durch einen perkutanen Port, durch eine
Stichwunde oder eine Punktion, durch einen kleinen Einschnitt, beispielsweise
im Brustkorb, in der Hüfte,
im Unterleib, im Hals oder im Knie oder in Kombinationen von diesen,
positioniert und verwendet werden. Es wird auch erwogen, dass die
Ablationsvorrichtung 12 auf andere Arten verwendet werden
kann, beispielsweise bei einer Chirurgie am offenen Brustkorb am
Herzen, wobei das Sternum geteilt wird und der Thorax mit einem
Retraktor geöffnet wird.
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Das
System 10 kann auch eine Absaugquelle (nicht dargestellt)
zum Bereitstellen eines Sogs für die
Ablationsvorrichtung 12 aufweisen. Die Ablationsvorrichtung 12 kann
eine oder mehrere Absaugvorrichtungen, Elemente oder Ports zum besseren Verankern
der Ablationsvorrichtung 12 an Gewebe aufweisen. Ein Sog
kann auch verwendet werden, um den Sensor 90 an einer Gewebeoberfläche zu verankern. 7 zeigt
eine alternative Ausführungsform
des Sensors 90, wobei mindestens ein Sensor 90 in
eine Sensorvorrichtung 790 integriert ist. Gemäß dieser
Ausführungsform
kann die Sensorvorrichtung 790 ein oder mehrere Absaugelemente, Öffnungslöcher, Mundlöcher oder Öffnungen 786 aufweisen,
die innerhalb einer Gewebekontakt- oder Stützfläche 744 oder entlang
dieser positioniert oder in diese integriert sind. Die Sensorvorrichtung 790 kann
durch eine beliebige geeignete Leistungsquelle gespeist werden.
Beispielsweise kann eine Verbindung 728 einem oder mehreren
Sensoren 90 von der Leistungsquelle 30, vom Generator 80 oder
von einer Ausgabevorrichtung Leistung zuführen.
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Die
Stützfläche 744 kann
an einem flexiblen oder steifen Schlauch oder Röhrchen befestigt sein, um der
Zielgewebefläche
durch die Absaugöffnungen 786 der
Sensorvorrichtung 790 einen Sog von einer geeigneten Absaugquelle
zuzuführen.
Die Stützfläche 744 kann
an einem Einfädelungsmittel
angebracht sein, um Messelemente an Gewebe anzuordnen oder zu positionieren.
Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung 790 einen Schaft
oder Griff 785 aufweisen, der mit der Stützfläche 744 verbunden
ist. Der Griff 785 kann ein Absauglumen 788 aufweisen, um
einen Sog von einer geeigneten Absaugquelle durch die Absaugöffnungen 786 der
Sensorvorrichtung 790 zur Zielgewebefläche zu übertragen. Der Absaugkanal
oder das Absauglumen 788 kann mit mindestens einer Absaugöffnung 786 verbunden sein,
die ein Absaugöffnungsloch
enthält.
Die Absaugöffnungen 786 können in
einer beliebigen geeigneten Weise, beispielsweise als eine Reihe
oder ein Kreis, angeordnet sein. Zusätzlich können die spezifische Anzahl
von Öffnungen
und ihre Position variieren. Die Sensorvorrichtung 790 kann
während
der Einführung
in den Körper
eines Patienten mit einer entfernbaren Abdeckung bedeckt sein, um
zu verhindern, dass Blut oder Gewebe die Absaugöffnungslöcher 786 verstopfen,
wenngleich dies nicht notwendig ist. Diese Abdeckungen können Abdeckungen aus
biokompatiblem Material aufweisen, welche die Sensorvorrichtung 790 bedecken.
Alternativ können die
Abdeckungen über
den Öffnungen 786 angeordnet
werden, wobei es sich beispielsweise um Netzabdeckungen oder rippenförmige Abdeckungen
handelt.
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Jede
Absaugöffnung
oder jedes Absaugöffnungsloch 786 kann
eine Absaugaussparung aufweisen, die die Öffnung 786 mit dem
Kanal 788 koppelt. Die Absaugaussparung kann sich in der
Mitte der Absaugöffnung 786 oder
an einer Position etwas außerhalb
ihrer Mitte befinden. Die Absaugaussparung kann eine beliebige Form,
einschließlich
einer Kreisform, aufweisen. Die Absaugöffnungen 786 können auch
eine beliebige geeignete Form aufweisen und beispielsweise kreisförmig, oval,
rechteckig oder dreieckig sein.
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Vorzugsweise
hat jede Absaugaussparung einen kleineren Durchmesser als der Bereich
der Absaugöffnung 786.
Hierdurch wird ein Weg hohen Widerstands zwischen der Absaugöffnung 786 und
dem Absaugkanal 788 erzeugt. Deshalb sollte ein Verlust einer
Gewebe-zu-Öffnung-Dichtung
in einer Absaugöffnung
(und damit ein Verlust der Befestigung der Absaugöffnung an
dem Gewebe) keinen steilen Druckabfall in dem Rest der Absaugöffnungen
hervorrufen.
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Der
Sog kann der Ablationsvorrichtung 12 und/oder der Sensorvorrichtung 790 durch
die im Operationssaal verfügbare
Standardabsaugquelle bereitgestellt werden. Die Absaugquelle kann
mit einer Pufferflasche (nicht dargestellt) mit der Ablationsvorrichtung 12 und/oder
der Sensorvorrichtung 790 gekoppelt werden. Der Sog kann
bei einem Unterdruck zwischen 26,7 kPa–80 kPa (200–600 mm
Hg) bereitgestellt werden, wobei ein Druck von 53,3 kPa (400 mm
Hg) bevorzugt ist. Alternativ kann der Sog durch eine manuelle oder
elektrische Pumpe, eine Spritze, einen Saug- oder Quetschkolben
oder ein anderes Mittel, eine andere Vorrichtung oder ein anderes
System, das einen Sog oder Vakuum erzeugt, bereitgestellt werden.
Die Absaugquelle 20 kann einen oder mehrere Vakuumregler,
Ventile, beispielsweise Vakuumlöseventile,
Kanäle,
Leitungen, Rohre bzw. Röhrchen
und/oder Schläuche,
aufweisen. Die Kanäle,
Leitungen, Rohre bzw. Röhrchen
oder Schläuche
können
flexibel oder steif sein. Beispielsweise kann eine flexible Absaugleitung
verwendet werden, um einen Sog zur Ablationsvorrichtung 12 und/oder
zur Sensorvorrichtung 790 zu übertragen, wodurch es ermöglicht wird,
dass die Ablationsvorrichtung 12 und/oder die Sensorvorrichtung 790 leicht
durch einen Chirurgen manipuliert werden. Bei einem anderen Verfahren,
das es dem Chirurgen ermöglichen
würde,
die Ablationsvorrichtung 12 und/oder die Sensorvorrichtung 790 leicht
zu manipulieren, wird die Absaugquelle 20 in die Ablationsvorrichtung 12 und/oder
die Sensorvorrichtung 790 aufgenommen. Beispielsweise kann
eine kleine batteriebetriebene Vakuumpumpe in die Ablationsvorrichtung 12 und/oder
die Sensorvorrichtung 790 aufgenommen werden.
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Die
Absaugquelle 20 kann von der Ablationsvorrichtung 12,
vom Generator 80 und/oder vom Sensor 90 abhängig sein.
Beispielsweise kann die Absaugquelle 20 dafür ausgelegt
sein, den Sog automatisch zu unterbrechen, wenn die Ablation unterbrochen
wird, und den Sog einzuleiten, wenn mit der Ablation begonnen wurde.
Die Absaugquelle 20 kann ein sichtbares und/oder hörbares Signal
aufweisen, das verwendet wird, um einen Chirurgen über jede Änderung
des Sogs zu informieren. Beispielsweise kann ein Piepton oder ein
Blitzlicht verwendet werden, um den Chirurgen darüber zu informieren,
dass der Sog vorhanden ist.
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8 zeigt
eine alternative Ausführungsform
der Sensorvorrichtung 790 mit mehreren Temperaturmesselementen 736,
die in einer Reihe auf einer Stützfläche 744 angeordnet
sind. Die Stützfläche 744 kann
an dem Griff 785 angebracht sein. Der Griff 785 kann
steif oder flexibel sein. Der Griff 785 kann ein oder mehrere
Gelenke oder Verbindungsstücke (nicht
dargestellt) zum Einfädeln
und Anordnen der Sensorelemente 736 an Gewebe aufweisen.
Die Gelenke oder Verbindungsstücke
des Griffs 785 können fernbedient
werden, beispielsweise von außerhalb des
Körpers
eines Patienten. Der Griff 785 kann gefügig oder verformbar sein. Die
Verbindung 728 kann der Sensorvorrichtung 790 von
der Leistungsquelle 30, vom Generator 80 oder
einer Ausgabevorrichtung Leistung zuführen.
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Die
Sensorvorrichtung 790 kann beispielsweise durch eine Thorakotomie,
eine Sternotomie, perkutan, transvenös, arthroskopisch, endoskopisch, beispielsweise
durch einen perkutanen Port, durch eine Stichwunde oder eine Punktion,
durch einen kleinen Einschnitt, beispielsweise im Brustkorb, in der
Hüfte,
im Unterleib, im Hals oder im Knie oder in Kombinationen von diesen,
positioniert und verwendet werden.
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Die
Sensorvorrichtung 790 kann einen vom Chirurgen gesteuerten
Schalter aufweisen oder wirkend damit verbunden sein. Beispielsweise
kann ein Schalter in eine Sensorvorrichtung 790 oder an
dieser aufgenommen sein oder an einem anderen Ort, der sich leicht
und schnell durch den Chirurgen erreichen lässt, um den Sensor 90 durch
den Chirurgen zu regeln, angebracht sein. Der Schalter kann beispielsweise
ein Handschalter, ein Fußschalter
oder ein sprachaktivierter Schalter sein, der Spracherkennungstechnologien
aufweist.
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Die
Sensorvorrichtung 790 kann eine Vorrichtung aufweisen oder
mit einer Vorrichtung gekoppelt sein, die ein sichtbares und/oder
hörbares
Signal erzeugt, das verwendet wird, um einen Chirurgen über jede Änderung,
beispielsweise der Gewebetemperatur, zu informieren. Beispielsweise
kann ein Piepton oder ein Blinklicht verwendet werden, um den Chirurgen
darüber
zu informieren, dass eine Änderung
der Gewebetemperatur aufgetreten ist.
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Eine
Ausgabevorrichtung (nicht dargestellt) kann das Signal vom Sensor 90 empfangen
und vorzugsweise interpretieren. Das Signal vom Sensor 90 kann
vorzugsweise durch einen geeigneten Verstärker verstärkt werden, bevor es die eine
Prozessoreinheit aufweisende Ausgabevorrichtung erreicht. Der Verstärker kann
in die Ausgabevorrichtung aufgenommen sein. Alternativ kann der
Verstärker
in den Sensor 90, die Ablationsvorrichtung 12 oder
den Generator 80 aufgenommen sein. Alternativ kann der Verstärker eine
getrennte Vorrichtung sein. Die Ausgabevorrichtung kann eine von
der Ablationsvorrichtung 12, vom Sensor 90, von
der Leistungsquelle 30, von der Spülquelle 40 oder vom
Generator 80 getrennte Vorrichtung sein. Die Ausgabevorrichtung kann
in die Ablationsvorrichtung 12, den Sensor 90, die
Leistungsquelle 30, die Spülquelle 40 oder den Generator 80 aufgenommen
sein. Die Ausgabevorrichtung kann den Leistungspegel von der Leistungsquelle 30 oder
vom Generator 80 steuern. Beispielsweise kann ein Signal
einer ersten Intensität
vom Sensor 90 angeben, dass der Leistungspegel von der Leistungsquelle 30 vermindert
werden sollte, und kann ein Signal einer anderen Intensität angeben, dass
die Leistungsquelle 30 ausgeschaltet werden sollte. Vorzugsweise
kann die Ausgabevorrichtung so konfiguriert werden, dass sie die
Leistung von der Quelle 30 automatisch geeignet erhöht oder
vermindert. Alternativ kann die Steuerung der Leistungsquelle 30 auf
der Grundlage einer Ausgabe von der Ausgabevorrichtung manuell sein.
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Die
Ausgabevorrichtung kann auch eine Sichtanzeige sein, welche den
Benutzer darauf hinweist, dass die Ablationsenergie unterbrochen
werden sollte. Eine solche Anzeige kann beispielsweise ein Indikator
auf einem LCD- oder CRT-Bildschirm sein.
Durch Softwaresteuerung kann der Benutzer die Anzeige der Informationen
in einer Anzahl von Weisen wählen.
Der Bildschirm kann die aktuelle Temperatur jedes Sensorkontaktpunkts
zeigen. Der Bildschirm kann auch die an jedem Sensorkontaktpunkt
erreichte maximale Temperatur festhalten und zeigen. Der Bildschirm
kann es auch anzeigen, wenn jeder Kontaktpunkt eine geeignete Kombination
der Temperatur und der Zeit für
das Gewährleisten
des Zelltods erreicht hat. Eine solche geeignete Kombination kann
60°C für 5 Sekunden
sein. Eine andere Kombination kann 55°C für 20 Sekunden sein. Eine andere
Kombination kann 50°C
für 15
Sekunden sein. Temperaturinformationen können dem Benutzer in jeder
anderen geeigneten Weise gezeigt werden, beispielsweise durch Zeigen
einer virtuellen Darstellung des Sensors 90 und einer Ablations-Läsion auf
dem Bildschirm.
-
Alternativ
kann der Bildschirm die Spannung zeigen, die dem vom Sensor 90 emittierten
Signal entspricht. Dieses Signal entspricht wiederum der Intensität der Temperatur
an der Gewebestelle. Daher würde
ein Spannungspegel von 2 angeben, dass das Gewebe heißer ist
als wenn der Spannungspegel 1 ist. In diesem Beispiel würde ein
Benutzer den Spannungspegel überwachen
und die Leistungsquelle 30 ausschalten oder einstellen,
falls er einen bestimmten Wert übersteigt.
-
Die
Anzeige der Ausgabevorrichtung kann sich alternativ am Sensor 90 oder
an der Ablationsvorrichtung 12 befinden. Ein Indikator
in der Art eines LED-Lichts kann permanent oder abnehmbar in den Sensor 90 oder
in die Ablationsvorrichtung 12 aufgenommen sein. Der Indikator
kann ein Signal vom Sensor 90 empfangen, das angibt, dass
das Gewebe eine geeignete Temperatur erreicht hat. Ansprechend darauf
kann der Indikator einschalten, seine Farbe ändern, heller werden oder sich
in einer beliebigen geeigneten Weise verändern, um anzugeben, dass der
Leistungsfluss von der Quelle 30 modifiziert oder unterbrochen
werden sollte. Der Indikator kann sich auch an der Leistungsquelle 30,
am Generator 80, an der Spülquelle 40 oder an
einer anderen Stelle befinden, die für den Benutzer sichtbar ist.
-
Alternativ
kann die Ausgabevorrichtung eine Audiovorrichtung sein, die den
Benutzer darauf hinweist, dass die Ablationsenergie unterbrochen
werden sollte. Eine solche Audiovorrichtung kann beispielsweise
ein Lautsprecher sein, der einen Ton (beispielsweise einen Piepton)
abgibt, dessen Intensität,
Frequenz oder Ton zunimmt, wenn die vom Sensor 90 gemessene
Temperatur ansteigt. Der Benutzer kann die Leistungsquelle 30 einstellen
und beispielsweise herunterregeln oder ausschalten, wenn der ausgesendete
Ton eine gegebene Lautstärke
oder einen gegebenen Pegel erreicht. Gemäß einer anderen Ausführungsform
kann die Audiovorrichtung auch ein hörbares Signal abgeben (in der
Art der Nachricht "Abschalten
der Leistungsquelle"),
beispielsweise wenn die vom Sensor 90 gemessene Temperatur
einen bestimmten Pegel erreicht. Eine solche Audiovorrichtung kann
sich am Sensor 90 oder an der Ablationsvorrichtung 12,
an der Leistungsquelle 30, am Generator 80 oder
an der Spülquelle 40 befinden.
Die Audiovorrichtung kann auch eine getrennte Vorrichtung sein.
-
9 zeigt
ein Flussdiagramm einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Patient wird bei 900 für eine Ablationsprozedur
vorbereitet. Sobald der Patient präpariert wurde, wird der Anfangszustand
der Gewebetemperatur gemessen (Block 905). Der Anfangszustand
der Gewebetemperatur wird dann als ein Maß verwendet, um mit dem Zustand
der Gewebetemperatur während
der Prozedur zu vergleichen. An diesem Punkt wird mit der Ablation
des Zielgewebes begonnen (Block 910). Das Zielgewebe wird
dann überwacht
(Blöcke 917 und 925).
Falls die Gewebetemperatur zu hoch wird, wird die der Ablationsvorrichtung 12 zugeführte Energie modifiziert
oder eingestellt (Blöcke 923 und 928).
-
Die
Spülquelle 40,
wie vorstehend erörtert wurde,
kann eine beliebige geeignete Quelle von Spülfluid sein. Die Spülquelle 40 kann
eine manuelle oder elektrische Pumpe, eine Infusionspumpe, eine Spritzenpumpe,
eine Spritze, einen Quetschkolben oder ein anderes Mittel, eine
andere Vorrichtung oder ein anderes System zum Bewegen von Fluid
aufweisen. Beispielsweise kann eine Pumpe mit der Leistungsquelle 30 verbunden
werden, oder sie kann ihre eigene Leistungsquelle aufweisen. Die
Spülquelle 40 kann
durch Wechselstrom oder Gleichstrom gespeist werden, oder sie kann
entweder durch eine einmal verwendbare oder eine wiederaufladbare
Batterie gespeist werden. Die Spülquelle 40 kann
einen oder mehrere Fluidregler, beispielsweise zum Steuern der Flussrate,
von Ventilen, von Fluidvorratsbehältern, von Kanälen, Leitungen,
Rohren bzw. Röhrchen und/oder
Schläuchen
aufweisen. Die Kanäle,
Leitungen, Rohre bzw. Röhrchen
oder Schläuche
können flexibel
oder steif sein. Beispielsweise kann eine flexible Absaugleitung
verwendet werden, um Fluid zur Ablationsvorrichtung 12 zu übertragen,
wodurch es ermöglicht
wird, dass die Ablationsvorrichtung 12 leicht von einem
Chirurgen manipuliert wird. Die Fluidvorratsbehälter können beispielsweise ein IV-Beutel
oder eine IV-Flasche sein. Es ist bevorzugt, dass das Spülfluid steril
ist.
-
Die
Spülquelle 40 kann
in die Ablationsvorrichtung 12 aufgenommen sein, wodurch
das Spülfluid
an der Ablationsstelle abgegeben wird. Die Spülquelle 40 kann durch
die Ablationsvorrichtung 12, den Generator 80 und/oder
den Sensor 90 gesteuert werden. Beispielsweise kann die
Spülquelle 40 dafür ausgelegt
sein, die Abgabe von Spülfluid
während der
Ablation von Gewebe automatisch zu unterbrechen oder einzuleiten.
Die Spülquelle 40 kann
durch ein Robotersystem gesteuert werden, oder ein Robotersystem
kann durch die Spülquelle 40 gesteuert werden.
-
Die
Spülquelle 40 kann
einen vom Chirurgen gesteuerten Schalter aufweisen. Beispielsweise kann
ein Schalter in einer Spülquelle 40 oder
an dieser oder an einem anderen Ort, der für den Chirurgen leicht und
schnell zugänglich ist,
angeordnet sein, um die Spülfluidabgabe
durch den Chirurgen zu regeln. Der Schalter kann beispielsweise
ein Handschalter, ein Fußschalter
oder ein sprachaktivierter Schalter sein, der Spracherkennungstechnologien
aufweist.
-
Die
Spülquelle 40 kann
ein sichtbares und/oder hörbares
Signal aufweisen, das verwendet wird, um einen Chirurgen über eine Änderung
der Abgabe des Spülfluids
zu informieren. Beispielsweise kann ein Piepton oder ein Blinklicht
verwendet werden, um den Chirurgen darüber zu informieren, dass eine Änderung
bei der Abgabe von Spülfluid
aufgetreten ist.
-
Wie
zuvor erörtert
wurde, kann ein Spülfluid eine
Salzlösung,
beispielsweise eine normale, hypotonische oder hypertonische Salzlösung, eine
Ringer-Lösung,
ein ionisches Kontrastmittel, Blut oder andere energieleitende Flüssigkeiten
aufweisen. Ein ionisches Spülfluid
koppelt die eine oder die mehreren Elektroden der Ablationsvorrichtung 12 elektrisch mit
dem abzutragenden Gewebe, wodurch die Impedanz an der Ablationsstelle
verringert wird. Ein ionisches Spülfluid kann eine größere effektive
Elektrodenoberfläche
erzeugen. Ein Spülfluid
kann die Oberfläche
des Gewebes abkühlen,
wodurch das Überhitzen
oder Kochen von Gewebe verhindert wird, wodurch ein Aufplatzen,
Austrocknen und Verkohlen von Gewebe hervorgerufen werden könnte. Ein
hypotonisches Spülfluid
kann verwendet werden, um einen Gewebebereich elektrisch zu isolieren,
um dadurch eine Ablation von Gewebe durch ein elektrisches Mittel
zu verhindern.
-
Diagnostische
oder therapeutische Mittel, wie ein oder mehrere radioaktive Materialien und/oder
biologische Mittel, wie beispielsweise ein Antikoagulationsmittel,
ein antithrombotisches Mittel, ein Gerinnungsmittel, ein Thrombozytenmittel,
ein antiinflammatorisches Mittel, ein Antikörper, ein Antigen, ein Immunoglobulin,
ein Abwehrmittel, ein Enzym, ein Hormon, ein Wachstumsfaktor, ein
Neurotransmitter, ein Zytokin, ein Blutmittel, ein regulatorisches
Mittel, ein Transportmittel, ein fibröses Mittel, ein Protein, ein
Peptid, ein Proteoglykan, ein Toxin, ein antibiotisches Mittel,
ein antibakterielles Mittel, ein antimikrobielles Mittel, ein bakterielles
Mittel oder eine bakterielle Komponente, Hyaluronsäure, ein
Polysaccharid, ein Kohlenhydrat, eine Fettsäure, ein Katalysator, ein Arzneimittel,
ein Vitamin, ein DNA-Segment, ein RNA-Segment, eine Nukleinsäure, ein
Lektin, ein Antivirusmittel, ein Virusmittel oder eine Komponente,
ein genetisches Mittel, ein Ligand und ein Farbstoff (der als ein
biologischer Ligand wirkt), kann vor, bei oder nach der Abgabe des
Spülfluids
abgegeben werden. Biologische Mittel können in der Natur angetroffen
werden (natürlich
auftretend), oder sie können
chemisch synthetisiert werden. Zellen und Zellkomponenten, beispielsweise Säugetierzellen,
können
vor, bei oder nach der Abgabe des Spülfluids abgegeben werden.
-
Der
Generator 80 kann eine Steuereinheit und eine Leistungsquelle 30 aufweisen.
Wie früher erörtert wurde,
kann die Ablationsvorrichtung 12 permanent oder abnehmbar
an einer Quelle von Energie, wie elektrischer, Hochfrequenz-(RF)-,
Laser-, Wärme-,
Mikrowellen- oder Ultraschallenergie oder eines anderen geeigneten
Energietyps, der zum Abtragen von Gewebe verwendet werden kann,
angebracht sein. Der Generator 80 kann durch Wechselstrom
oder Gleichstrom gespeist werden, oder er kann entweder durch eine
einmal verwendbare oder eine wiederaufladbare Batterie gespeist
werden. Der Generator 80 kann zum Koordinieren der verschiedenen
Elemente des Systems 10 verwendet werden. Beispielsweise
kann der Generator 80 konfiguriert werden, um die Aktivierung
und Deaktivierung der Absaugquelle 20 mit der Ablation
zu synchronisieren.
-
Der
Generator 80 kann eine Steuereinrichtung in der Art der
vorstehend beschriebenen oder einen beliebigen geeigneten Prozessor
aufweisen. Beispielsweise kann der Prozessor vom Sensor 90 gemessene
Informationen verarbeiten. Die Steuereinrichtung kann diese Informationen
vor, während und/oder
nach einer Ablationsprozedur speichern und/oder verarbeiten. Beispielsweise
kann die Gewebetemperatur des Patienten vor und während der Ablationsprozedur
gemessen, gespeichert und verarbeitet werden.
-
Der
Generator 80 kann verwendet werden, um die Leistungspegel
der Ablationsvorrichtung 12 zu steuern. Der Generator 80 kann
auch Informationen vom Sensor 90 sammeln und verarbeiten.
Diese Informationen können
verwendet werden, um die Leistungspegel und Ablationszeiten einzustellen.
Der Generator 80 kann einen oder mehrere Schalter aufweisen,
um das Regeln der verschiedenen Systemkomponenten durch den Chirurgen
zu erleichtern. Ein Beispiel eines solchen Schalters ist ein Fußpedal. Der
Schalter kann beispielsweise auch ein Handschalter oder ein sprachaktivierter
Schalter, der Spracherkennungstechnologien aufweist, sein. Der Schalter
kann in oder an einem der Instrumente des Chirurgen, wie einem Retraktor
für die
Operationsstelle, beispielsweise einem Brustbein- oder Rippenretraktor,
oder einer Ablationsvorrichtung 12 oder einem anderen Ort,
der dem Chirurgen leicht und schnell zugänglich ist, aufgenommen sein.
Der Generator 80 kann auch eine Anzeige aufweisen. Der Generator 80 kann
auch andere Mittel zum Angeben des Status verschiedener Komponenten
für den
Chirurgen in der Art einer numerischen Anzeige, von Messskalen,
einer Bildschirmanzeige oder einer Audiorückmeldung aufweisen.
-
Der
Generator 80 kann auch einen Herzstimulator und/oder eine
Herzüberwachungseinrichtung
aufweisen. Beispielsweise können
Elektroden, die zum Stimulieren oder Überwachen des Herzens verwendet
werden, wahlweise in die Ablationsvorrichtung 12 aufgenommen
werden. Der Generator 80 kann einen vom Chirurgen gesteuerten
Schalter für die
Herzstimulation oder -überwachung
aufweisen, wie zuvor erörtert
wurde. Beispielsweise kann ein Schalter in einen Generator 80 oder
an diesem aufgenommen sein oder an einem anderen Ort, der sich leicht
und schnell durch den Chirurgen erreichen lässt, um den Generator 80 durch
den Chirurgen zu regeln, angebracht sein. Der Schalter kann beispielsweise
ein Handschalter, ein Fußschalter
oder ein sprachaktivierter Schalter sein, der Spracherkennungstechnologien
aufweist.
-
Ein
sichtbarer und/oder hörbarer
Alarm, der verwendet wird, um einen Chirurgen über den Abschluss oder die
Wiederaufnahme der Ablation, des Absaugvorgangs, der Messung, der Überwachung, der
Stimulation und/oder der Abgabe von Spülfluid, von Arzneimitteln und/oder
Zellen zu informieren, kann in den Generator 80 aufgenommen
sein. Beispielsweise kann ein Piepton oder ein Blitzlicht, dessen
Frequenz zunimmt, wenn der Ablationszeitraum endet oder beginnt,
verwendet werden.
-
Das
System 10, die Ablationsvorrichtung 12 und/oder
die Sensorvorrichtung 790 können ein oder mehrere temperaturempfindliche
Elemente 36 in der Art eines vorstehend erörterten
Thermoelements aufweisen, um es einem Chirurgen zu ermöglichen, Temperaturänderungen
von Gewebe eines Patienten zu überwachen.
Beispielsweise zeigen die 7 und 8 zwei
verschiedene Ausführungsformen
der Sensorvorrichtung 790 mit mehreren temperaturempfindlichen
Elementen 736, die entlang der Stützfläche 744 angeordnet
sind. Alternativ können
das System 10, die Ablationsvorrichtung 12, die
Sensorvorrichtung 790 und/oder der Sensor 90 eine
Spannung, einen Strom, eine Leistung und/oder eine Impedanz messen
und/oder überwachen.
-
Alternativ
kann der Sensor 90 ein beliebiger geeigneter Blutgassensor
zum Messen der Konzentration oder Sättigung eines Gases im Blutstrom
sein. Beispielsweise kann der Sensor 90 ein Sensor zum Messen
der Konzentration oder Sättigung
von Sauerstoff oder Kohlendioxid im Blut sein. Alternativ kann der
Sensor 90 ein beliebiger geeigneter Sensor zum Messen des
Blutdrucks oder des Blutflusses, beispielsweise ein Doppler-Ultraschall-Sensorsystem, oder
ein Sensor zum Messen von Hämatokritniveaus (HCT-Niveaus)
sein.
-
Alternativ
kann der Sensor 90 beispielsweise ein Biosensor sein, der
einen immobilisierten Biokatalysator, ein Enzym, Immunoglobulin,
bakterielles Gewebe, Säugetiergewebe
oder Pflanzengewebe, eine Zelle und/oder einen subzellulären Teil
einer Zelle aufweist. Beispielsweise kann die Spitze eines Biosensors
einen mitochondrischen Teil einer Zelle aufweisen, wodurch der Sensor
mit einer spezifischen biokatalytischen Aktivität versehen wird.
-
Der
Sensor 90 kann auf einer potentiometrischen Technologie
oder einer faseroptischen Technologie beruhen. Beispielsweise kann
der Sensor einen potentiometrischen oder faseroptischen Wandler aufweisen.
Ein optischer Sensor kann entweder auf einer Absorptions- oder Fluoreszenzmessung
beruhen und entweder eine UV-Lichtquelle, eine Quelle sichtbaren
Lichts oder eine IR-Lichtquelle aufweisen.
-
Der
Sensor 90 kann verwendet werden, um natürlich detektierbare Eigenschaften
zu detektieren, welche ein oder mehrere Merkmale, beispielsweise chemische,
physikalische oder physiologische Merkmale von Körpergeweben oder -fluiden eines
Patienten, darstellen. Beispielsweise können natürlich detektierbare Eigenschaften
von Körpergeweben
oder -fluiden eines Patienten den pH-Wert, den Fluidfluss, den elektrischen
Strom, die Impedanz, die Temperatur, den Druck, Komponenten von
Stoffwechselprozessen, chemische Konzentrationen, beispielsweise das
Nichtvorhandensein oder das Vorhandensein spezifischer Peptide,
Proteine, Enzyme, Gase, Ionen usw., einschließen.
-
Der
Sensor 90 kann ein oder mehrere bildgebende Systeme, Kamerasysteme,
die im UV-Bereich, im sichtbaren Bereich oder im IR-Bereich arbeiten, elektrische
Sensoren, Spannungssensoren, Stromsensoren, piezoelektrische Sensoren,
elektromagnetische Interferenzsensoren (EMI-Sensoren), photographische
Platten, Polymer-Metall-Sensoren, ladungsgekoppelte Vorrichtungen
(CCD), Photodioden-Arrays, chemische Sensoren, elektrochemische Sensoren,
Drucksensoren, Vibrationssensoren, Schallwellensensoren, magnetische
Sensoren, UV-Licht-Sensoren, Sensoren für sichtbares Licht, IR-Licht-Sensoren,
Strahlungssensoren, Strömungs sensoren,
Temperatursensoren oder einen anderen passenden oder geeigneten
Sensor einschließen.
-
Der
Sensor 90 kann beispielsweise in die Ablationsvorrichtung 12 aufgenommen
werden, wie vorstehend erwähnt
wurde, oder der Sensor 90 kann beispielsweise in die Sensorvorrichtung 790 aufgenommen
werden, wie vorstehend erwähnt
wurde. Der Sensor 90 kann an einem Ort angeordnet oder verwendet
werden, der vom Ort der Ablationsvorrichtung 12 verschieden
ist. Beispielsweise kann der Sensor 90 in Kontakt mit der
Innenfläche
des Herzens eines Patienten angeordnet sein, während die Ablationsvorrichtung 12 an
der Außenfläche des
Herzens des Patienten angeordnet ist oder verwendet wird.
-
Die
Ablationsvorrichtung 12 und/oder der Generator 80 können vom
Sensor 90 gesteuert werden. Beispielsweise können die
Ablationsvorrichtung 12 und/oder der Generator 80 so
ausgelegt sein, dass die Ablation automatisch unterbrochen wird, falls
der Sensor 90 einen vorbestimmten Sensorwert, beispielsweise
einen bestimmten Temperaturwert, misst. Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung wird die Ablation automatisch unterbrochen, falls
der Sensor 90 gemäß der vorliegenden
Erfindung angibt, dass abgetragenes Gewebe eine bestimmte Temperatur
erreicht hat, und dadurch ein Verkohlen des Gewebes verhindert.
-
Der
Sensor 90 kann ein sichtbares und/oder hörbares Signal
aufweisen, das verwendet wird, um einen Chirurgen über eine Änderung
in einer oder mehreren Merkmalen, die der Sensor überwacht,
zu informieren. Beispielsweise kann ein Piepton oder ein Blinklicht,
dessen Frequenz zunimmt, wenn die Gewebetemperatur ansteigt, verwendet
werden, um den Chirurgen zu alarmieren.
-
Die
Ablationsvorrichtung 12, die Absaugquelle 20,
die Spülquelle 40,
der Generator 80 und/oder der Sensor 90 können von
einem Robotersystem gesteuert werden, oder ein Robotersystem kann
die Ablationsvorrichtung 12, die Absaugquelle 20,
die Spülquelle 40,
den Generator 80 und/oder den Sensor 90 steuern.
Computer- und sprachgesteuerte Robotersysteme, welche Endoskope und/oder
andere chirurgische Instrumente positionieren und handhaben, um
mikrochirurgische Prozeduren durch kleine Einschnitte auszuführen, können vom
Chirurgen verwendet werden, um genaue und feine Manöver auszuführen. Diese
Robotersysteme können
es dem Chirurgen ermöglichen,
eine Vielzahl mikrochirurgischer Prozeduren, einschließlich einer Gewebeablation,
auszuführen.
Im Allgemeinen können
Robotersysteme Head-mounted displays, welche eine 3D-Visualisierung
der chirurgischen Anatomie und verwandter diagnostischer und Überwachungsdaten
integrieren, hochauflösende
2D- und 3D-Miniatur-Digitalkameras,
einen Computer, eine Hochleistungs-Lichtquelle und einen Standardvideobildschirm
einschließen.
-
Ein
oder mehrere von einer Vielzahl pharmakologischer Mittel oder Medikamente
können
für eine Vielzahl
von Funktionen und Zwecken, wie nachstehend beschrieben, vor einer
Ablationsprozedur, intermittierend während einer Ablationsprozedur,
kontinuierlich während
einer Ablationsprozedur und/oder nach einer Ablationsprozedur an
einen Patienten abgegeben oder diesem verabreicht werden. Beispielsweise
können
ein oder mehrere von einer Vielzahl pharmakologischer Mittel oder
Medikamente, wie nachstehend erörtert
wird, vor, bei oder nach der Abgabe des Spülfluids, wie zuvor erörtert, abgegeben werden.
-
Arzneimittel
bzw. Medikamente, Arzneimittelformulierungen oder -zusammensetzungen,
die für die
Verabreichung an einen Ablationspatienten geeignet sind, können einen
pharmazeutisch akzeptablen Träger
oder eine pharmazeutisch akzeptable Lösung in einer geeigneten Dosierung
aufweisen. Es gibt eine Anzahl pharmazeutisch akzeptabler Träger, die
zur Abgabe verschiedener Arzneimittel, beispielsweise durch direkte
Injektion, orale Abgabe, suppositorische Abgabe, transdermale Abgabe,
epikardiale Abgabe und/oder Inhalationsabgabe, verwendet werden
können.
Pharmazeutisch akzeptable Träger
umfassen eine Anzahl von Lösungen,
die vorzugsweise steril sind, beispielsweise Wasser, Salzlösung, Ringer-Lösung und/oder
Zuckerlösungen,
wie Dextrose in Wasser oder Salzlösung. Andere mögliche Träger, die
verwendet werden können,
umfassen Natriumcitrat, Zitronensäure, Aminosäuren, Lactat, Mannitol, Maltose,
Glycerol, Sucrose, Ammoniumchlorid, Natriumchlorid, Kaliumchlorid,
Calciumchlorid, Natriumlactat und/oder Natriumbicarbonat. Die Trägerlösungen können gepuffert
sein, oder dies kann nicht der Fall sein.
-
Arzneimittelformulierungen
oder -zusammensetzungen können
Antioxidantien oder Konservierungsstoffe, wie Ascorbinsäure, einschließen. Sie können auch
in einer pharmazeutisch akzeptablen Form für eine parenterale Verabreichung,
beispielsweise an das Herz-Kreislauf-System oder direkt an das Herz,
beispielsweise durch intrakoronare Infusion oder Injektion, vorliegen.
Arzneimittelformulierungen oder -zusammensetzungen können Mittel
aufweisen, die eine synergistische Wirkung bereitstellen, wenn sie
gemeinsam verabreicht werden. Eine synergistische Wirkung zwischen
zwei oder mehr Arzneimitteln oder Wirkstoffen kann die Menge verringern,
die normalerweise für
eine therapeutische Abgabe eines individuellen Arzneimittels oder
eines individuellen Wirkstoffs notwendig ist. Zwei oder mehr Arzneimittel
können
beispielsweise sequenziell oder gleichzeitig verabreicht werden.
Arzneimittel können
durch eine oder mehrere Bolusinjektionen und/oder -infusionen oder
Kombinationen davon verabreicht werden. Die Injektionen und/oder
Infusionen können
kontinuierlich oder intermittierend sein. Arzneimittel können beispielsweise
systemisch oder lokal, beispielsweise an das Herz, an eine Koronararterie
und/oder -vene, an eine Pulmonalarterie und/oder -vene, an das rechte
Atrium und/oder den rechten Ventrikel, an das linke Atrium und/oder
den linken Ventrikel, an die Aorta, an den AV-Knoten, an den SA-Knoten,
an einen Nerv und/oder an den Koronarsinus, abgegeben werden. Arzneimittel
können durch
intravenöse,
intrakoronare und/oder intraventrikuläre Verabreichung in einem geeigneten
Träger verabreicht
oder abgegeben werden. Beispiele von Arterien, die zum Abgeben von
Arzneimitteln an den AV-Knoten verwendet werden können, umfassen
die AV-Knoten-Arterie, die rechte Koronararterie, die rechte absteigende
Koronararterie, die linke Koronararterie, die linke anteriore absteigende
Koronararterie und die Kugelsche Arterie. Arzneimittel können systemisch
abgegeben werden, beispielsweise durch orale, transdermale, intranasale,
suppositorische oder inhalatorische Verfahren. Arzneimittel können auch
durch eine Pille, ein Spray, eine Creme, eine Salbe oder eine Medikamentenformulierung
abgegeben werden.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann das System 10 eine Arzneimittelabgabevorrichtung
(nicht dargestellt) aufweisen. Die Arzneimittelabgabevorrichtung
kann einen Katheter in der Art eines Arzneimittelabgabe katheters
oder eines Führungskatheters,
ein Pflaster in der Art eines Transepikardialpflasters, das Arzneimittel langsam
direkt in den Myokard abgibt, eine Kanüle, eine Pumpe und/oder eine
subkutane Kanülen-
und Spritzenanordnung umfassen. Ein Arzneimittelabgabekatheter kann
ein ausdehnbares Element, beispielsweise einen Niederdruckballon
und einen Schaft mit einem distalen Abschnitt, worin das ausdehnbare
Element entlang dem distalen Abschnitt angeordnet ist, aufweisen.
Ein Katheter zur Arzneimittelabgabe kann ein oder mehrere Lumen
aufweisen und endovaskulär
durch Einführung
in ein Blutgefäß, beispielsweise
eine Arterie in der Art einer Femoralarterie, Speichenarterie, Schlüsselbeinarterie oder
Koronararterie, überführt werden.
Der Katheter kann unter Verwendung verschiedener Führungstechniken,
beispielsweise durch fluoroskopische Führung und/oder einen Führungskatheter
oder Führungsdrahttechniken,
zu einer gewünschten
Position geführt
werden. Arzneimittel können
durch eine am Herzen angeordnete iontophoretische Arzneimittelabgabevorrichtung
abgegeben werden. Im Allgemeinen kann die Abgabe ionisierter Arzneimittel
durch einen an zwei Elektroden angelegten kleinen Strom verbessert
werden. Positive Ionen können
von dem positiven Pol in Gewebe eingeleitet werden, oder negative
Ionen können
von dem negativen Pol eingeleitet werden. Die Verwendung der Iontophorese
kann den Transport bestimmter ionisierter Arzneimittelmoleküle erheblich
vereinfachen. Beispielsweise kann Lidokainhydrochlorid durch ein
das Arzneimittel aufweisendes Arzneimittelpflaster auf das Herz
angewendet werden. Eine positive Elektrode könnte über dem Pflaster angeordnet
werden, und es könnte
ein Strom hindurchgeführt
werden. Die negative Elektrode könnte
das Herz oder ein anderes Körperteil
an einem gewünschten
Abstandspunkt kontaktieren, um den Stromkreis zu schließen. Eine
oder mehrere Iontophoreseelektroden können auch als Nervenstimulationselektroden
oder als Herzstimulationselektroden verwendet werden.
-
Eine
Arzneimittelabgabevorrichtung kann in die Ablationsvorrichtung 12 aufgenommen
werden, wodurch Arzneimittel an oder neben der Ablationsstelle abgegeben
werden, oder die Arzneimittelabgabevorrichtung kann an einem Ort
angeordnet oder verwendet werden, der vom Ort der Ablationsvorrichtung 12 verschieden
ist. Beispielsweise kann eine Arzneimittelabgabevorrichtung in Kontakt
mit der Innenfläche
des Herzens eines Patienten angeordnet werden, während die Ablationsvorrichtung 12 an
der Außenfläche des
Herzens des Patienten angeordnet oder verwendet wird.
-
Die
Arzneimittelabgabevorrichtung kann von der Ablationsvorrichtung 12,
vom Generator 80 und/oder vom Sensor 90 gesteuert
werden. Beispielsweise kann eine Arzneimittelabgabevorrichtung so
ausgelegt sein, dass sie die Abgabe von Arzneimitteln während der
Ablation von Gewebe automatisch unterbricht oder einleitet. Die
Arzneimittelabgabevorrichtung kann durch ein Robotersystem gesteuert
werden, oder ein Robotersystem kann durch die Arzneimittelabgabevorrichtung
gesteuert werden.
-
Die
Arzneimittelabgabevorrichtung kann einen vom Chirurgen gesteuerten
Schalter aufweisen. Beispielsweise kann ein Schalter in eine Arzneimittelabgabevorrichtung
oder an dieser aufgenommen sein oder an einem anderen Ort, der sich
leicht und schnell durch den Chirurgen erreichen lässt, um
die Arzneimittelabgabe durch den Chirurgen zu regeln, angebracht
sein. Der Schalter kann beispielsweise ein Handschalter, ein Fußschalter
oder ein sprachaktivierter Schalter sein, der Spracherkennungstechnologien
aufweist.
-
Die
Arzneimittelabgabevorrichtung kann ein sichtbares und/oder hörbares Signal
aufweisen, das verwendet wird, um einen Chirurgen über eine Änderung
der Abgabe von Arzneimitteln zu informieren. Beispielsweise kann
ein Piepton oder ein Blinklicht, dessen Frequenz zunimmt, wenn die
Arzneimittelabgaberate ansteigt, verwendet werden, um den Chirurgen
zu informieren bzw. zu alarmieren.
-
Die
zwei Teile des autonomen Nervensystems, welche das Herz regeln,
haben entgegengesetzte Funktionen. Erstens erhöht das adrenergische oder sympathische
Nervensystem die Herzfrequenz durch Abgabe von Epinephrin und Norepinephrin. Zweitens
verringert das auch als cholinergisches Nervensystem oder vagales
Nervensystem bekannte parasympathische System die Herzfrequenz durch Abgeben
von Acetylcholin. Catecholamine, wie Norepinephrin (auch als Noradrenalin
bezeichnet) und Epinephrin (auch als Adrenalin bezeichnet), sind Agonisten
für beta-adrenergische
Rezeptoren. Ein Agonist ist ein stimulierendes Biomolekül oder ein
stimulierender Wirkstoff, das oder der an einen Rezeptor bindet.
-
Die
beta-adrenergischen Rezeptoren blockierende Wirkstoffe konkurrieren
mit die beta-adrenergischen Rezeptoren stimulierenden Wirkstoffen um
verfügbare
Betarezeptorenstellen. Wenn der Zugang zu Betarezeptorenstellen
durch Rezeptoren blockierende Wirkstoffe blockiert wird, was auch
als beta-adrenergische Blockade bekannt ist, werden die chronotropische
oder Herzfrequenz-, inotropische oder Kontraktilitäts- und
die vasodilatatorische Reaktion auf Rezeptoren stimulierende Wirkstoffe
proportional vermindert. Daher sind beta-adrenergische Rezeptoren
blockierende Wirkstoffe Wirkstoffe, die in der Lage sind, beta-adrenergische
Rezeptorenstellen zu blockieren.
-
Weil
beta-adrenergische Rezeptoren die Kontraktilität und die Herzfrequenz betreffen,
erhöht die
Stimulation beta-adrenergischer
Rezeptoren im Allgemeinen die Herzfrequenz, die Kontraktilität des Herzens
und die Rate der Leitung elektrischer Impulse durch den AV-Knoten
und das Leitungssystem.
-
Arzneimittel,
Arzneimittelformulierungen und/oder Arzneimittelzusammensetzungen,
die gemäß dieser
Erfindung verwendet werden können, können beliebige
natürlich
auftretende oder chemisch synthetisierte (synthetische Analoga)
beta-adrenergische Rezeptoren blockierende Wirkstoffe einschließen. Beta-adrenergische
Rezeptoren blockierende Wirkstoffe sind auch als Betablocker und als
Klasse-II-Antiarrhythmika bekannt.
-
Der
Begriff "Betablocker", der hier auftritt, kann
einen oder mehrere Wirkstoffe bezeichnen, die den Wirkungen von
betastimulierenden Catecholaminen entgegenwirken, indem sie das
Binden der Catecholamine an die Betarezeptoren blockieren. Beispiele
von Betablockern umfassen ohne Einschränkung Acebutolol, Alprenolol,
Atenolol, Betantolol, Betaxolol, Bevantolol, Bisoprolol, Carterolol,
Celiprolol, Chlorthalidon, Esmolol, Labetalol, Metoprolol, Nadolol,
Penbutolol, Pindolol, Propanolol, Oxprenolol, Sotalol, Teratolol,
Timolol und Kombinationen, Mischungen und/oder Salze davon.
-
Die
Wirkungen verabreichter Betablocker können durch die Verabreichung
von Betarezeptorenagonisten, beispielsweise Dobutamin und Isoproterenol,
umgekehrt werden.
-
Das
parasympathische oder cholinergische System nimmt an der Steuerung
der Herzfrequenz durch den sinoatrialen Knoten (SA-Knoten) teil,
wo es die Herzfrequenz verringert. Andere cholinergische Wirkungen
umfassen die Hemmung des AV-Knotens und eine hemmende Wirkung auf
die kontraktile Kraft. Das cholinergische System wirkt durch den
Vagusnerv, um Acetylcholin abzugeben, das wiederum cholinergische
Rezeptoren stimuliert. Cholinergische Rezeptoren sind auch als Muscarinrezeptoren
bekannt. Die Stimulation der cholinergischen Rezeptoren verringert
die Bildung von cAMP. Die Stimulation cholinergischer Rezeptoren
hat im Allgemeinen auch eine entgegengesetzte Wirkung auf die Herzfrequenz
als die Stimulation beta-adrenergischer Rezeptoren. Beispielsweise
erhöht
die beta-adrenergische Stimulation die Herzfrequenz, während die
cholinergische Stimulation sie verringert. Wenn der vagale Tonus
hoch ist und der adrenergische Tonus niedrig ist, tritt eine erhebliche
Verlangsamung des Herzens (Sinusbradykardie) auf. Acetylcholin verringert
wirksam die Amplitude, die Erhöhungsrate
und die Dauer des SA-Knoten-Aktionspotentials. Während der Vagusnervenstimulation
führt der
SA-Knoten keinen Stillstand herbei. Vielmehr kann die Schrittmacherfunktion
zu Zellen übergehen, die
bei einer geringeren Rate auslösen.
Zusätzlich kann
Acetylcholin dabei helfen, bestimmte Kaliumkanäle zu öffnen, wodurch ein Ausfließen von
Kaliumionen und eine Hyperpolarisation erzeugt werden. Acetylcholin
verlangsamt auch die Leitung durch den AV-Knoten.
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Arzneimittel,
Arzneimittelformulierungen und/oder Arzneimittelzusammensetzungen,
die gemäß dieser
Erfindung verwendet werden können, können beliebige
natürlich
auftretende oder chemisch synthetisierte (synthetische Analoga)
cholinergische Wirkstoffe einschließen. Der hier auftretende Begriff "cholinergischer Wirkstoff" kann einen oder mehrere
Modulatoren oder Agonisten cholinergischer Rezeptoren bezeichnen.
Beispiele cholinergischer Wirkstoffe umfassen ohne Einschränkung Acetylcholin,
Carbachol (Carbamylcholinchlorid), Bethanechol, Methacholin, Arecolin,
Norarecolin und Kombinationen, Mischungen und/oder Salze davon.
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Arzneimittel,
Arzneimittelformulierungen und/oder Arzneimittelzusammensetzungen,
die gemäß dieser
Erfindung verwendet werden können, können einen
beliebigen natürlich
auftretenden oder chemisch synthetisierten Cholinesterasehemmer einschließen. Der
Begriff "Cholinesterasehemmer", der hier auftritt,
kann einen oder mehrere Wirkstoffe bezeichnen, welche die Wirkung
von Acetylcholin durch Hemmen seiner Zerstörung oder Hydrolyse durch Cholinesterase
verlängern.
Cholinesterasehemmer sind auch als Acetylcholinesterasehemmer bekannt.
Beispiele von Cholinesterasehemmern umfassen ohne Einschränkung Edrophonium,
Neostigmin, Neostigminmethylsulfat, Pyridostigmin, Tacrin und Kombinationen,
Mischungen und/oder Salze davon.
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Es
gibt ionenselektive Kanäle
innerhalb bestimmter Zellmembranen. Diese ionenselektiven Kanäle umfassen
Calciumkanäle,
Natriumkanäle und/oder
Kaliumkanäle.
Daher können
andere Arzneimittel, Arzneimittelformulierungen und/oder Arzneimittelzusammensetzungen,
die gemäß dieser
Erfindung verwendet werden können,
beliebige natürlich
auftretende oder chemisch synthetisierte Calciumkanalblocker einschließen. Calciumkanalblocker hemmen
die Einströmung
von Calciumionen durch Zellmembranen arterieller weicher Muskelzellen
und Myokardzellen. Daher kann sich der hier auftretende Begriff "Calciumkanalblocker" auf einen oder mehrere
Wirkstoffe beziehen, welche den Fluss von Calciumionen durch eine
Zellmembran hemmen oder blockieren. Der Calciumkanal ist im Allgemeinen
für das Auslösen des
kontraktilen Zyklus verantwortlich. Calciumkanalblocker sind auch
als Calciumioneneinströmungshemmer,
Blocker des langsamen Kanals, Calciumionenantagonisten, Calciumkanalantagonisten-Arzneimittel
und als Klasse-IV-Antiarrhythmika bekannt. Ein gemeinhin verwendeter
Calciumkanalblocker ist Verapamil.
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Die
Verabreichung eines Calciumkanalblockers, beispielsweise Verapamil,
verlängert
im Allgemeinen die effektive Refraktärperiode innerhalb des AV-Knotens
und verlangsamt die AV-Leitung in frequenzbezogener Weise, weil
die elektrische Aktivität durch
den AV-Knoten erheblich vom Einfließen von Calciumionen durch
den langsamen Kanal abhängt. Ein
Calciumkanalblocker hat die Fähigkeit,
die Herzfrequenz eines Patienten zu verlangsamen und einen AV-Block zu erzeugen.
Beispiele von Calciumkanalblockern umfassen ohne Einschränkung Amilorid,
Amlodipin, Bepridil, Diltiazem, Felodipin, Isradipin, Mibefradil,
Nicardipin, Nifedipin (Dihydropyridine), Nickel, Nimodinpin, Nisoldipin,
Stickoxid (NO), Norverapamil und Verapamil sowie Kombinationen,
Mischungen und/oder Salze davon. Verapamil und Diltiazem sind sehr
wirksam in der Hemmung des AV-Knotens, während Arzneimittel der Nifedipinfamilie
eine geringere hemmende Wirkung auf den AV-Knoten haben. Stickoxid
(NO) fördert
indirekt das Schließen
des Calcium kanals. NO kann zum Hemmen der Kontraktion verwendet
werden. NO kann auch zum Hemmen des sympathischen Ausflusses, zum
Verringern der Abgabe von Norepinephrin, zum Hervorrufen einer Vasodilatation,
zum Verringern der Herzfrequenz und zum Verringern der Kontraktilität verwendet
werden. Im SA-Knoten führt
die cholinergische Stimulation zur Bildung von NO.
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Andere
Arzneimittel, Arzneimittelformulierungen und/oder Arzneimittelzusammensetzungen, die
gemäß dieser
Erfindung verwendet werden können,
können
beliebige natürlich
auftretende oder chemisch synthetisierte Natriumkanalblocker einschließen. Natriumkanalblocker
sind auch als Natriumkanalinhibitoren, den Natriumkanal blockierende Wirkstoffe,
Blocker des schnellen Kanals oder Hemmer des schnellen Kanals bekannt.
Antiarrhythmische Wirkstoffe, welche den Natriumkanal hemmen oder
blockieren, sind als Klasse-I-Antiarrhythmika bekannt, wobei Beispiele
davon ohne Einschränkung Quinidin
und quinidinartige Wirkstoffe, Lidokain und lidokainartige Wirkstoffe,
Tetrodotoxin, Encainid, Flecainid und Kombinationen, Mischungen
und/oder Salze davon einschließen.
Daher kann sich der hier auftretende Begriff "Natriumkanalblocker" auf einen oder mehrere Wirkstoffe beziehen,
die den Fluss von Natriumionen durch eine Zellmembran hemmen oder blockieren
oder die Potentialdifferenz über
eine Zellmembran beseitigen. Beispielsweise kann der Natriumkanal
auch vollständig
gehemmt werden, indem die extrazellulären Kaliumniveaus auf depolarisierende
hyperkalemische Werte erhöht
werden, wodurch die Potentialdifferenz über die Zellmembran beseitigt wird.
Das Ergebnis ist eine Hemmung der Herzkontraktion mit einem Herzstillstand
(Kardioplegie). Die Öffnung
des Natriumkanals (Einfließen
von Natrium) dient der schnellen Leitung des elektrischen Impulses
durch das Herz.
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Andere
Arzneimittel, Arzneimittelformulierungen und/oder Arzneimittelzusammensetzungen, die
gemäß dieser
Erfindung verwendet werden können,
können
beliebige natürlich
auftretende oder chemisch synthetisierte Kaliumkanal-Wirkstoffe einschließen. Der
hier auftretende Begriff "Kaliumkanal-Wirkstoff" kann sich auf einen
oder mehrere Wirkstoffe beziehen, welche den Fluss von Kaliumionen durch
die Zellmembran beeinflussen. Es gibt zwei Haupttypen von Kaliumkanälen. Der
erste Kanaltyp ist spannungsgeschaltet, und der zweite Typ ist ligandengeschaltet.
Acetylcholinaktivierte Kaliumkanäle,
welche ligandengeschaltete Kanäle
sind, öffnen ansprechend
auf eine vagale Stimulation und die Abgabe von Acetylcholin. Das Öffnen des
Kaliumkanals bewirkt eine Hyperpolarisation, welche die Rate verringert,
bei der die Aktivierungsschwelle erreicht wird. Adenosin ist ein
Beispiel eines Kaliumkanalöffners. Adenosin
verlangsamt die Leitung durch den AV-Knoten. Adenosin, ein Abbauprodukt
von Adenosintriphosphat, hemmt den AV-Knoten und die Atria. Im atrialen
Gewebe bewirkt Adenosin das Verringern der Dauer des Aktionspotentials
und eine Hyperpolarisation. Im AV-Knoten hat Adenosin ähnliche
Wirkungen und verringert auch die Amplitude des Aktionspotentials
und die Erhöhungsrate
des Aktionspotentials. Adenosin ist auch durch seine Wirkungen auf
den Adenosinrezeptor ein direkter Vasodilatator für vaskuläre glatte
Muskelzellen. Zusätzlich
wirkt Adenosin als ein negativer Neuromodulator, wodurch die Abgabe
von Norepinephrin gehemmt wird. Klasse-III-Antiarrhythmika, die auch als Kaliumkanalhemmer
bekannt sind, verlängern
die Dauer des Aktionspotentials und den Refraktärgrad durch Blockieren auswärts gerichteten Kaliumkanals,
wodurch das Aktionspotential verlängert wird. Amiodaron und d-Sotalol
sind beide Beispiele von Klasse-III-Antiarrhythmika.
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Kalium
ist die üblichste
Komponente in kardioplegischen Lösungen.
Hohe extrazelluläre
Kaliumniveaus verringern das Membranruhepotential. Die Öffnung des
Natriumkanals, wodurch normalerweise ein schnelles Einströmen von
Natrium während
der Aufwärtsbewegung
des Aktionspotentials ermöglicht wird,
ist daher wegen einer Verringerung des Membranruhepotentials deaktiviert.
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Arzneimittel,
Arzneimittelformulierungen und/oder Arzneimittelzusammensetzungen,
die gemäß dieser
Erfindung verwendet werden können, können einen
oder mehrere der folgenden natürlich auftretenden
oder chemisch synthetisierten Wirkstoffe aufweisen: einen Betablocker,
einen cholinergischen Wirkstoff, einen Cholinesterasehemmer, einen Calciumkanalblocker,
einen Natriumkanalblocker, einen Kaliumkanalwirkstoff, Adenosin,
einen Adenosinrezeptoragonisten, einen Adenosindeaminasehemmer,
Dipyridamol, einen Monoaminoxidasehemmer, Digoxin, Digitalis, Lignocain,
Bradykininwirkstoffe, einen serotoninergischen Agonisten, antiarrhythmische
Wirkstoffe, Herzglycoside, Lokalanästhetika und Kombinationen
oder Mischungen davon. Digitalis und Digoxin hemmen beide die Natriumpumpe.
Digitalis ist ein von Pflanzenmaterial abgeleitetes natürliches
Inotrop, während
Digoxin ein synthetisiertes Inotrop ist. Dipyridamol hemmt Adenosindeaminase, die
Adenosin abbaut. Arzneimittel, Arzneimittelformulierungen und/oder
Arzneimittelzusammensetzungen, die in der Lage sind, die autonome
elektrische Leitung am SA- und/oder AV-Knoten reversibel zu unterdrücken, während noch
ermöglicht wird, dass
das Herz elektrisch stimuliert wird, um die Herzleistung aufrechtzuerhalten,
können
gemäß dieser Erfindung
verwendet werden.
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Die
beta-adrenergische Stimulation oder Verabreichung von Calciumlösungen kann
verwendet werden, um die Wirkung eines Calciumkanalblockers, wie
Verapamil, umzukehren. Wirkstoffe, welche die Herzfrequenz und/oder
die Kontraktion fördern,
können
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden. Beispielsweise ist bekannt, dass Dopamin,
ein natürliches
Catecholamin, die Kontraktilität
erhöht.
Positive Inotrope sind Wirkstoffe, die die Kontraktionskraft des
Herzens spezifisch erhöhen. Es
ist bekannt, dass Glucagon, ein natürlich auftretendes Hormon,
die Herzfrequenz und die Kontraktilität erhöht. Glucagon kann verwendet
werden, um die Wirkungen eines Betablockers umzukehren, weil seine
Wirkungen den Betarezeptor umgehen. Es ist bekannt, dass Forskolin
die Herzfrequenz und die Kontraktilität erhöht. Wie zuvor erwähnt wurde,
erhöhen
Epinephrin und Norepinephrin die Herzfrequenz und die Kontraktilität auf natürliche Weise.
Es ist auch bekannt, dass das Schilddrüsenhormon, Phosphodiesterasehemmer
und Prostacyclin, ein Prostaglandin, die Herzfrequenz und die Kontraktilität erhöhen. Zusätzlich ist
bekannt, dass Methylxanthine verhindern, dass Adenosin mit seinen
Zellrezeptoren wechselwirkt.
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Ein
oder mehrere radioaktive Materialien und/oder biologische Wirkstoffe,
wie beispielsweise ein Antikoagulationsmittel, ein antithrombotisches Mittel,
ein Gerinnungsmittel, ein Thrombozytenmittel, ein antiinflammatorisches
Mittel, ein Antikörper,
ein Antigen, ein Immunoglobulin, ein Abwehrmittel, ein Enzym, ein
Hormon, ein Wachstumsfaktor, ein Neurotransmitter, ein Zytokin,
ein Blutmittel, ein regulatorisches Mittel, ein Transportmittel,
ein fibröses
Mittel, ein Protein, ein Peptid, ein Proteoglykan, ein Toxin, ein
antibiotisches Mittel, ein antibakterielles Mittel, ein antimikrobielles
Mittel, ein bakterielles Mittel oder eine bakterielle Komponente,
Hyaluronsäure,
ein Polysaccharid, ein Kohlenhydrat, eine Fettsäure, ein Katalysator, ein Arzneimittel,
ein Vitamin, ein DNA-Segment, ein RNA-Segment, eine Nukleinsäure, ein
Lektin, ein Antivirusmittel, ein Virusmittel oder eine Komponente,
ein genetisches Mittel, ein Ligand und ein Farbstoff (der als ein
biologischer Ligand wirkt), können
vor einer Ablationsprozedur, intermittierend während einer Ablationsprozedur,
kontinuierlich während
einer Ablationsprozedur und/oder nach einer Ablationsprozedur an
einen Ablationspatienten abgegeben oder verabreicht werden. Biologische Wirkstoffe
können
in der Natur vorgefunden werden (natürlich auftretend) oder chemisch
synthetisiert werden. Die Ablationsprozedur kann nichtinvasiv, minimalinvasiv
und/oder invasiv sein.
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Die
Ablationsprozedur kann einen Portzugangsansatz, einen teilweise
oder vollständig
endoskopischen Ansatz, einen Sternotomieansatz oder einen Thorakotomieansatz
nach sich ziehen. Die Ablationsprozedur kann die Verwendung verschiedener mechanischer
Stabilisationsvorrichtungen oder -techniken sowie verschiedener
Roboter- oder Bildgebungssysteme einschließen. Beispielsweise sind mechanische
Stabilisations- und Manipulationsvorrichtungen bzw. Einfädelungsvorrichtungen
in
US-A-5 836 311 ,
US-A-5 927 284 und
US-A-6 015 378 und
in dem am 15. September 1999 eingereichten, auf den Erwerber der
vorliegenden Anmeldung übertragenen
US-Patent
US-A-6 464
629 , in der laufenden Nummer
09/559 785 , eingereicht am 27. April 2000
und in der laufenden Nummer
09/678
203 , eingereicht am 2. Oktober 2000 und in der europäischen Patentveröffentlichung
EP 0 993 806 beschrieben.
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Bei
einem Verfahren zur Verwendung der vorliegenden Erfindung kann das
Herz über
kurze Zeiträume
vorübergehend
verlangsamt oder intermittierend angehalten werden, um es dem Chirurgen
zu ermöglichen,
eine erforderliche chirurgische Aufgabe auszuführen und es dem Herzen selbst
noch zu ermöglichen,
die Blutzirkulation für
den Körper
bereitzustellen. Beispielsweise ist die Stimulation des Vagusnervs
zum vorübergehenden
oder intermittierenden Verlangsamen oder Anhalten des Herzens in
US-A-6 006 134 mit
dem Titel "Method
and Device for Electronically Controlling the Beating of a Heart Using
Venous Electrical Stimulation of Nerve Fibers", 21. Dezember 1999, von Hill und Junkman
beschrieben.