DE60303572T2

DE60303572T2 - Katheter und Verfahren zur Darstellung von Purkinje-Fasern

Info

Publication number: DE60303572T2
Application number: DE60303572T
Authority: DE
Inventors: Kristine B. Covina Fuimaono; Bart-Jan Korteling; Michel Haissaguerre
Original assignee: Biosense Webster Inc
Current assignee: Biosense Webster Inc
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2023-08-28
Also published as: US7228164B2; EP1393674B1; DE60303572D1; IL157319A0; IL157319A; US7089045B2; JP4503254B2; EP1393674A1; US7302285B2; CA2437680C; JP2004130114A; US20060111627A1; US20050113660A1; CA2437680A1; US20040044277A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Das Kammerflimmern ist der Hauptmechanismus für den plötzlichen Herztod. Neuere Studien ergaben, daß vorzeitige Schläge von den Purkinje-Fasern stammen, einem speziellen intraventrikulären Leitungssystem. Es wurde festgestellt, daß die vorzeitigen Schläge sowohl von den linken als auch den rechten Ventrikeln stammen. Diese vorzeitigen Schläge sind die dominanten Quellen des iodiopathischen Kammerflimmerns und begleiten eng damit gekoppelte ventrikuläre ektopische Schläge. Diese Quellen können durch eine lokale Energiezufuhr, wie beispielsweise durch eine Ablation unter Verwendung von Radiofrequenzenergie beseitigt werden. Es wäre wünschenswert, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der die Purkinje-Fasern einfach und wirkungsvoll abgebildet werden können, um auf wirksame Weise eine gezielte Zufuhr von Radiofrequenzen zur Beseitigung von vorzeitigen Schlägen und lokalen Purkinje-Potenzialen zu ermöglichen.
Die DE 199 15 689 offenbart einen Katheter zur Lokalisierung eines elektrisch-aktiven Orts im Innern eines Organs oder einer anderen internen Körperstruktur. Der Katheter umfaßt einen Abschnitt mit elektrischen Sender-Detektoren. Verarbeitungsvorrichtungen sind mit den Sender-Detektoren verbunden, um die Sensorinformation zur Bestimmung des Orts des aktiven Bereichs durch Triangulation zu verwenden.
In der WO 97/24983 wird ein Abbildungskatheter mit mehreren physiologischen Sensoren offenbart, die Signale in Reaktion auf eine physiologische Aktivität erzeugen. Der Katheter umfaßt ein Lumen, das zur Bereitstellung einer Spülung für den Bereich eines der Sensoren verwendet werden kann.
Abriß der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf einen verbesserten Katheter zur Abbildung der elektrischen Aktivität in einem Herzen gerichtet, der zur Abbildung der Purkinje-Fasern zur potentiellen Diagnose eines Kammerflimmerns besonders nützlich ist. Der Katheter umfaßt mehrere Dorne 14, wovon jeder dazu eingerichtet ist, elektrische, mechanische und/oder ortsbezogene Daten zu empfangen. Der Gebrauch mehrerer Dorne ermöglicht ein gleichzeitiges Abbilden mehrerer Punkte, wodurch die Abbildungsgeschwindigkeit von relevanten Bereichen, wie beispielsweise der linken und rechten Herzkammer, erhöht wird. Die Dorne sind so konstruiert, daß es möglich ist, daß alle Dorne gleichzeitig mit dem Herzgewebe in und um die gleichförmig geformten Kammern des linken und rechten Ventrikels in Berührung kommen können.
Erfindungsgemäß wird ein Katheter bereitgestellt, welcher umfaßt: einen gestreckten Katheterkörper mit einem proximalen Ende, einem distalen Ende und zumindest einem Lumen, das sich longitudinal durch diesen erstreckt; eine Abbildungseinrichtung, die am distalen Ende des Katheterkörpers montiert ist und zumindest zwei Dorne aufweist, wobei jeder Dorn ein am distalen Ende des Katheterkörpers befestigtes proximales Ende und ein freies distales Ende aufweist, wobei jeder Dorn zumindest eine Elektrode umfaßt und gekennzeichnet durch: ein Spülrohr, das sich durch den Katheterkörper erstreckt und ein offenes distales Ende aufweist, das sich in Kommunikation mit der Außenseite des distalen Endes des Katheterkörpers befindet, wobei das Spülrohr dazu eingerichtet ist, einen Bereich zwischen den Dornen zu spülen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Erfindung auf ein Verfahren zum Abbilden von Purkinje-Fasern gerichtet. Das Verfahren umfaßt ein Einführen des distalen Endes eines Katheters, wie er oben beschrieben wurde, in einen Bereich des Herzens um oder in der Nähe eines Ventrikels. Die Abbildungseinrichtung ist so angeordnet, daß sich zumindest eine Elektrode jedes Dorns in Kontakt mit einer ersten Mehrzahl von Herzgewebe befindet. Elektrische Daten von der ersten Mehrzahl von Herzgewebe werden aufgezeichnet. Die Abbildungsvorrichtung wird neu positioniert, so daß zumindest eine Elektrode von jedem Dorn mit einer zweiten unterschiedlichen Mehrzahl von Herzgewebe in Berührung kommt. Elektrische Daten von der zweiten Mehrzahl von Herzgewebe werden dann aufgezeichnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Abbildung eines Bereichs des Herzens gerichtet. Das Verfahren umfaßt ein Einführen des distalen Endes eines Katheters, wie er oben beschrieben wurde, in einen Bereich des Herzens um oder in der Nähe eines Ventrikels. Die Abbildungsvorrichtung ist so angeordnet, daß sich zumindest eine Elektrode von jedem Dorn in Kontakt mit einer ersten Mehrzahl von Herzgewebe befindet. Elektrische Daten von der ersten Mehrzahl von Herzgewebe werden aufgezeichnet. Die Abbildungseinrichtung wird neu positioniert, so daß zumindest eine Elektrode von jedem Dorn mit einer zweiten unterschiedlichen Mehrzahl von Herzgewebe in Berührung kommt. Elektrische Daten von der zweiten Mehrzahl von Herzgewebe werden dann aufgezeichnet.
Beschreibung der Zeichnungen
Diese und weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verständlich, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, wobei:
1 eine perspektivische Ansicht eines Katheters gemäß der Erfindung ist.
2 eine schematische seitliche Schnittansicht eines Teils des Katheters aus 1 ist, die an der Linie 2-2 in 1 aufgenommen wurde.
3 eine End-Schnittansicht eines Teils des Katheters aus 1 ist, die an der Linie 3-3 in 2 aufgenommen wurde.
4 eine schematische seitliche Schnittansicht eines der Dorne des Katheters aus 1 ist, die an der Linie 4-4 in 1 aufgenommen wurde.
5 eine End-Schnittansicht der Punktelektrode des Dorns aus 4 aufgenommen an der Linie 5-5 in 4 ist.
6 eine perspektivische Ansicht eines Pigtail-Dilators ist, der zur Einführung des Katheters aus 1 in einen Patienten nützlich ist.
7 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eine erweiterten Anordnung der Abbildungseinrichtung eines Katheters gemäß der Erfindung ist.
8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform einer erweiterten Anordnung der Abbildungseinrichtung eines Katheters gemäß der Erfindung ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung ist auf einen Katheter mit einer Abbildungseinrichtung gerichtet, die mehrere Dorne umfaßt. Jeder Dorn trägt zumindest eine Elektrode, vorzugsweise eine Punktelektrode und zumindest eine Ringelektrode, so daß, wenn die Dorne in Kontakt mit Herzgewebe angeordnet sind, jeder Dorn dazu in der Lage ist, elektrische oder mechanische und Ortsdaten zu empfangen. Wie in 1 gezeigt ist, umfaßt der Katheter 10 einen gestreckten Katheterkörper 12 mit einem proximalen und einem distalen Ende, einen Steuerungsgriff 16 am proxima len Ende des Katheterkörpers 12 und eine Abbildungseinrichtung 18, die mehrere Dorne 14 umfaßt, die am distalen Ende des Katheterkörpers 12 montiert sind.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, umfaßt der Katheterkörper 12 einen gestreckten rohrförmigen Aufbau mit einem einzelnen, axialen bzw. zentralen Lumen 15, kann jedoch optional mehrere Lumen entlang der gesamten oder eines Teils seiner Länge aufweisen, falls dies erstrebenswert ist. Der Katheterkörper 12 ist flexibel, d.h. biegbar, jedoch im wesentlichen entlang seiner Länge nicht komprimierbar. Der Katheterkörper 12 kann jeden geeigneten Aufbau aufweisen und kann aus jedem geeigneten Material hergestellt sein. Ein momentan bevorzugter Aufbau des Katheterkörpers 12 umfaßt eine äußere Wand 13, die aus Polyurethan oder PEBAX^® (Polyetherblockamid) hergestellt ist. Die äußere Wand 13 umfaßt ein eingebettetes umsponnenes Netz aus nicht rostendem Stahl oder dergleichen, wie im Stand der Technik allgemein bekannt ist, um die Torsionssteifigkeit des Katheterkörpers 12 zu verstärken, so daß, wenn der Kontrollgriff 16 gedreht wird, sich das distale Ende des Katheterkörpers 12 in einer entsprechenden Weise dreht.
Die Länge des Katheterkörpers 12 ist nicht kritisch, es werden jedoch Bereiche zwischen ungefähr 90 cm und ungefähr 120 cm und besonders bevorzugt um 110 cm bevorzugt. Der äußere Durchmesser des Katheterkörpers 12 ist ebenfalls nicht kritisch. Bevorzugt wird jedoch nicht mehr als ungefähr 2,67 mm (8 french) und besonders bevorzugt ungefähr 2,33 mm (7 french). Desgleichen ist auch die Dicke der äußeren Wand 13 nicht kritisch. Sie ist jedoch vorzugsweise dünn genug, daß das zentrale Lumen 15 Führungsdrähte, Sensorkabel und beliebige andere Drähte, Kabel oder Röhren aufnehmen kann. Falls dies gewünscht ist, wird die innere Oberfläche der äußeren Wand 13 mit einem Versteifungsrohr (nicht gezeigt) ausgekleidet, um eine verbesserte Torsionsstabilität zu gewährleisten. Ein Beispiel einer zur Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung geeigneten Katheterkörperkonstruktion ist im US-Patent 6,064,905 beschrieben und abgebildet.
Bei der abgebildeten Ausführungsform umfaßt die Abbildungseinrichtung 18 fünf Dorne 14. Jeder Dorn 14 umfaßt ein proximales Ende, das am distalen Ende des Katheterkörpers 12 befestigt ist, und ein freies distale Ende, d.h. das distale Ende ist nicht an einem der anderen Dorne, am Katheterkörper oder an einer beliebigen anderen Struktur befestigt, die die Bewegung des distalen Endes einschränkt. Jeder Dorn 14 umfaßt einen Tragarm 24, der ein Metall- oder Kunststoffmaterial mit einem Formspeicher umfaßt, so daß der Tragarm 24 eine Aus gangsform ausbildet, wenn keine externen Kräfte angewandt werden, eine verformte Konfiguration ausbildet, wenn eine externe Kraft angewandt wird und in seine Ausgangsform zurückkehrt, wenn die externe Kraft beseitigt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Tragarm 24 ein superelastisches Material, wie beispielsweise eine Nickeltitanlegierung, wie beispielsweise Nitinol. Jeder Dorn 14 umfaßt eine nicht leitende Beschichtung 26 in einer umgebenden Beziehung zum Tragarm 24. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die nicht leitende Beschichtung 26 einen biokompatiblen Kunststoffschlauch, wie beispielsweise einen Polyurethan- oder einen Polyimidschlauch.
Wie der Fachmann erkennen wird, kann die Anzahl der Dorne 14 je nach Wunsch abhängig von der speziellen Anwendung variieren, so daß der Katheter 10 zumindest zwei Dorne, vorzugsweise zumindest drei Dorne, besonders bevorzugt zumindest fünf Dorne und bis zu acht oder mehr Dorne umfassen kann. Wie nachfolgend in weiteren Einzelheiten beschrieben wird, sind die Dorne 14 zwischen einer ausgefahrenen Anordnung, in der sich beispielsweise jeder Dorn radial vom Katheterkörper 12 nach außen erstreckt, bewegbar oder können die Dorne 14 in einer zusammengefalteten Anordnung angeordnet sein, in der beispielsweise jeder Dorn im allgemeinen entlang einer Längsachse des Katheterkörpers 12 angeordnet ist, so daß die Dorne dazu in der Lage sind, in ein Lumen einer Führungshülle zu passen, wie weiter unten beschrieben wird.
Jeder Dorn 14 trägt zumindest eine entlang seiner Länge und vorzugsweise am oder in der Nähe seines distalen Endes montierte Elektrode. Bei der abgebildeten Ausführungsform ist eine Punktelektrode 20 an einem distalen Ende jeder nicht leitenden Beschichtung 26 montiert und zumindest eine Ringelektrode 28 an jeder nicht leitenden Beschichtung 26 und vorzugsweise am distalen Ende der nicht leitenden Beschichtung 26 montiert. Bei dieser bipolaren Anordnung wird die Ringelektrode 28 als eine Referenzelektrode verwendet. Die Entfernung zwischen der Punktelektrode und der Ringelektrode liegt vorzugsweise im Bereich zwischen ungefähr 0,5 mm und ungefähr 2 mm. Bei einer alternativen bipolaren Anordnung (nicht gezeigt) wird die Punktelektrode 20 weggelassen und werden zumindest zwei Ringelektroden 28 an jeder nicht leitenden Beschichtung 26 und vorzugsweise am distalen Ende der nicht leitenden Beschichtung 26 montiert. Eine andere alternative Ausführungsform (nicht gezeigt) umfaßt eine unipolare Anordnung, bei der die Punktelektrode 20 am distalen Ende jeder nicht leitenden Beschichtung 26 montiert ist, wobei eine oder mehrere Referenzringelektroden am distalen Ende des Katheterkörpers 12 montiert sind oder eine oder mehrere Referenzelektro den außen am Körper des Patienten (z.B. in der Form eines Pflasters) befestigt sind. Bei einer alternativen unipolaren Anordnung wird eine an jeder nicht leitenden Beschichtung 26 und vorzugsweise am distalen Ende der nicht leitenden Beschichtung 26 montierte Ringelektrode 28 anstelle einer Punktelektrode 20 verwendet. Je nach Wunsch können zwei, drei oder mehr Ringelektroden 23 einbezogen werden.
Jede Punktelektrode 20 umfaßt eine freiliegende Länge vorzugsweise im Bereich zwischen ungefähr 0,5 mm und ungefähr 4 mm, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 0,5 mm und ungefähr 2 mm und noch bevorzugter um 1 mm. Jede Ringelektrode 28 umfaßt eine Länge von vorzugsweise bis zu ungefähr 2 mm, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 0,5 mm und ungefähr 1 mm.
Jede Punktelektrode 20 und jede Ringelektrode 28 ist elektrisch mit einem Elektrodenverbindungsdraht 29 verbunden, der wiederum elektrisch mit einem Anschluß 17 verbunden ist. Der Anschluß 17 ist mit einem entsprechenden Abbildungs- oder Beobachtungssystem (nicht gezeigt) verbunden. Jeder Elektrodenverbindungsdraht 29 erstreckt sich vom Anschluß 17 durch den Kontrollgriff 16, das zentrale Lumen 15 im Katheterkörper 12 und in die nicht leitende Beschichtung 26 des Dorns 14, wo er an seiner entsprechenden Punktelektrode 20 oder Ringelektrode 28 befestigt ist. Jeder Verbindungsdraht 29, der eine nicht leitende Beschichtung über fast seine gesamte Länge umfaßt, ist an seiner entsprechenden Punktelektrode 20 oder Ringelektrode 28 mit jedem geeigneten Verfahren befestigt.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Befestigen eines Verbindungsdrahts 29 an einer Ringelektrode 28 umfaßt zunächst ein Herstellen einer kleinen Öffnung in der äußeren Wand der nicht leitenden Beschichtung 26. Eine derartige Öffnung kann beispielsweise durch Einführen einer Nadel durch die nicht leitende Beschichtung 26 und Erwärmen der Nadel in ausrechendem Maße zur Ausbildung einer permanenten Öffnung erzeugt werden. Der Verbindungsdraht 29 wird dann durch die Öffnung unter Verwendung eines Mikrohakens oder dergl. gezogen. Dann wird eine Beschichtung am Ende des Verbindungsdrahts 29 entfernt und er wird an die Unterseite der Ringelektrode 28 gelötet, die dann an ihre Position über der Öffnung verschoben und in Position mit Polyurethankleber oder dergl. fixiert wird. Alternativ kann jede Ringelektrode 28 durch mehrmaliges Wickeln des Verbindungsdrahts 29 um die nicht leitende Beschichtung 26 und Entfernen der nicht leitenden Beschichtung des Führungsdrahts von den nach außen weisenden Oberflächen desselben ausgebildet werden. Bei einem derartigen Beispiel hat der Führungsdraht 29 die Funktion einer Ringelektrode.
Bei der abgebildeten Ausführungsform umfaß jeder Dorn 14 auch zumindest einen Ortssensor 30. Der Ortssensor 30 ist in der Nähe des distalen Endes jedes Dorns montiert. Bei der abgebildeten Ausführungsform, bei der jeder Dorn 14 eine Punktelektrode 20 umfaßt, ist ein Ortssensor 30 so montiert, daß das distale Ende des Ortssensors 30 an seiner entsprechenden Punktelektrode 20 festgelegt ist, während das proximale Ende des Ortsendes 30 sich in das distale Ende der nicht leitenden Beschichtung 26 erstreckt. Jeder Ortssensor 30 wird dazu verwendet, um die Koordinaten seiner entsprechenden Punktelektrode 20 zu jedem Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem die Punktelektrode 20 dazu verwendet wird, einen elektrischen Abbildungsdatenpunkt zu sammeln. Im Ergebnis können sowohl elektrische als auch Ortsdaten für jeden abgebildeten Datenpunkt erhalten werden. Wenn der Dorn 14 zumindest eine Ringelektrode 28 trägt, jedoch keine Punktelektrode 20 umfaßt, wird der Ortssensor 30 in der Nähe des distalen Endes der nicht leitenden Beschichtung 26 montiert und vorzugsweise so nahe wie möglich am distalen Ende des Dorns 14 oder in einer zur Ringelektrode 28 konzentrischen Ebene.
Jeder Ortssensor 30 wird mit einem entsprechenden Sensorkabel 36 verbunden. Jedes Sensorkabel 36 erstreckt sich durch die nicht leitende Beschichtung 26, den Katheterkörper 12 und den Kontrollgriff 16 und in einem Speisekabel (nicht gezeigt) zu einem Sensorsteuerungsmodul (nicht gezeigt) aus dem proximalen Ende des Kontrollgriffs 16, in dem eine Leiterplatte (nicht gezeigt) untergebracht ist. Alternativ kann die Leiterplatte in dem Kontrollgriff 16 untergebracht sein, wie beispielsweise im US-Patent 6,024,739 beschrieben ist. Jedes Sensorkabel 36 umfaßt mehrere in einer mit Kunststoff bedeckten Hülle eingeschlossene Kabel. Im Sensorsteuerungsmodul sind die Drähte des Sensorkabels 36 mit der Leiterplatte verbunden. Die Leiterplatte verstärkt das vom entsprechenden Ortssensor 30 empfangene Signal und überträgt es mittels eines Sensoranschlusses am proximalen Ende des Sensorsteuerungsmoduls zu einem Computer in einer für den Computer verständlichen Form. Da der Katheter 10 lediglich einen einmaligen Gebrauch konstruiert ist, umfaßt die Leiterplatte vorzugsweise einen EPROM-Chip, der die Schaltungsplatte ungefähr 24 Stunden nach dem Gebrauch des Katheters 10 abschaltet. Dadurch wird verhindert, daß der Katheter 10 oder zumindest die Ortssensoren 30 doppelt verwendet werden.
Vorzugsweise handelt es sich bei jedem Ortssensor 30 um einen elektromagnetischen Ortssensor. Beispielsweise kann jeder Ortssensor 30 eine auf Magnetfelder reagierende Spule, wie im US-Patent 5,391,199 beschrieben ist, oder mehrere derartige Spulen umfassen, wie in der internationalen Offenlegungsschrift WO 96/05758 beschrieben ist. Die mehreren Spulen ermöglichen die Bestimmung sechsdimensionaler Koordinaten (d.h. der drei Positionskoordinaten und der drei Orientierungskoordinaten) des Ortssensors 30. Alternativ kann jeder im Stand der Technik bekannte geeignete Ortssensor verwendet werden, wie beispielsweise elektrische, magnetische oder akustische Sensoren. Geeignete Ortssensoren zum Gebrauch bei der vorliegenden Erfindung werden ebenfalls beispielsweise in den US-Patenten 5,558,091, 5,443,489, 5,480,422, 5,546,951 und 5,568,809 und in den internationalen Offenlegungsschriften WO 95/02995, WO 97/24983 und WO 98/29033 beschrieben. Ein besonders bevorzugter Ortssensor 30 ist ein Einzelachsensensor mit einer Länge im Bereich zwischen ungefähr 3 mm und 7 mm und vorzugsweise mit ungefähr 4 mm, wie der in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/882,125 mit Anmeldedatum 15. Juni 2001 mit dem Titel „Position Sensor Having Core with High Permeability Material" beschriebene. Für eine Verwendung bei der vorliegenden Erfindung sind kleinere Sensoren aufgrund der Notwendigkeit die Durchmesser der Dorne 14 klein genug zu halten, so daß sie alle in das Lumen der Führungshülse passen, besonders wünschenswert.
In den 4 und 5 ist eine geeignete Technik zur Montage des Elektrodenverbindungsdrahtes 29, des Ortssensors 30 und des Tragarms 24 an der Punktelektrode 20 gezeigt. Der Elektrodenverbindungsdraht 29 kann an der Punktelektrode 20 durch zunächst Bohren einer Blindöffnung 48, vorzugsweise eines Bohrlochs, in die Punktelektrode 20, Entfernen einer Beschichtung vom Verbindungsdraht 29 und Anordnen des Verbindungsdrahts 29 mit dem ersten Blindöffnung 48, wo er elektrisch mit der Punktelektrode 20 mit Hilfe geeigneter Mittel, wie beispielsweise Löten oder Schweißen elektrisch angeschlossen wird, befestigt werden. Der Verbindungsdraht 29 kann dann in seiner Position beispielsweise durch Verwenden eines Polyurethanklebers oder dergl. festgelegt werden. Der Ortssensor 36 kann auf ähnliche Weise an der Punktelektrode 20 befestigt werden. Beispielsweise kann eine zweite Blindöffnung 50, vorzugsweise ein Bohrloch so in die Punktelektrode 20 gebohrt werden, daß der Ortssensor 30 in die zweite Blindöffnung 50 eingeführt und darin beispielsweise unter Verwendung eines Polyurethansklebers oder dergl. befestigt werden kann. Der Tragarm 24 kann ebenfalls auf ähnliche Weise an der Punktelektrode 20 befestigt werden. Beispielsweise kann eine dritte Blindöffnung 52, vorzugsweise ein Bohrloch so in die Punktelektrode 20 gebohrt werden, daß der Transportarm 24 in die dritte Blindbohrung 52 eingeführt und darin beispielsweise unter Verwendung eines Polyurethanklebers oder dergl. befestigt werden kann. Alternativ kann eine einzelne Blindöffnung (nicht gezeigt) am proximalen Ende der Punktelektrode 20 zur Montage des Ortssensors 20 und des Tragarms 24 verwendet werden und kann das distale Ende des Verbindungsdrahts 29 um das äußere proximale Ende der Punktelektrode gewickelt werden, das nicht freiliegt, und kann durch Löten, Schweißen oder jede andere geeignete Technik befestigt werden. Jede andere Anordnung zur Montage dieser Komponenten am Dorn kann ebenfalls verwendet werden.
Ein geeigneter Aufbau des distalen Endes des Katheterkörpers 12 mit daran montierten Dornen 14 ist in den 2 und 3 abgebildet. Zur Klarheit sind lediglich zwei Dorne 14 in 2 gezeigt. Am distalen Ende des Lumens 15 des Katheterkörpers 12 ist eine Dornmontageanordnung 31 montiert. Die Dornmontageanordnung 31 umfaßt einen äußeren Montagering 32, der in der äußeren Wand 13 des Katheterkörpers 12 angeordnet ist. Der äußere Montagering 32 umfaßt vorzugsweise ein Metallmaterial, wie beispielsweise nicht rostenden Stahl und insbesondere nicht rostenden Stahl 303, und kann am distalen Ende des Katheterkörpers 12 mit einer Vielzahl von Verfahren, wie beispielsweise durch Schweißen oder unter Verwendung eines Klebstoffs, wie beispielsweise von Polyurethankleber, befestigt werden. Alternativ kann der äußere Montagering 32 ein Kunststoffmaterial umfassen. Eine Montagestruktur 34 wird koaxial im äußeren Montagering 32 vorgesehen. Bei der abgebildeten Ausführungsform umfaßt die Montagestruktur 34 mehrere Seiten und ein Metallmaterial, wie beispielsweise nicht rostenden Stahl und insbesondere nicht rostenden Stahl 303. Die Montagestruktur 34 kann auch alternativ ein Kunststoffmaterial umfassen.
Der äußere Montagering 32 und die Montagestruktur 34 liefern einen Kanal 38, in dem das proximale Ende jedes Tragarms 24 montiert wird. Insbesondere wird jeder Dorn 14 im Katheterkörper 12 durch Entfernen eines Teils der nicht leitenden Beschichtung 26 am proximalen Ende jedes Dorns 14, Einführen des distalen Endes jedes Tragarms 24 in den Kanal 38 zwischen dem äußeren Montagering 32 und der mehrseitigen Montagestruktur 34 und Befestigen jedes Tragarms 24 im Kanal 38 durch jedes geeignete Mittel, wie beispielsweise mit Polyurethanklebstoff oder dergleichen montiert. Die Verbindungsdrähte 29 und Sensorkabel 36 erstrecken sich zwischen dem äußeren Montagering 32 und der Montagestruktur 34 ebenfalls durch den Kanal 38.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Tragarm 24 einen im allgemeinen trapezförmigen Endquerschnitt mit gekrümmten Seiten. Bei einer derartigen Anordnung wird, wenn jeder Tragarm 24 in den Kanal 38 eingeführt ist, eine im wesentlichen flache Oberfläche jedes Tragarms 24, vorzugsweise die Basis des trapezförmigen Endquerschnitts gegen eine im wesentlichen flache Oberfläche an der mehrseitigen Montagestruktur 34 montiert. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der im wesentlichen flachen äußeren Oberflächen auf der mehrseitigen Montagestruktur 34 der Anzahl der Dorne 14. Bei einem derartigen Beispiel kann der Tragarm 24 jedes Dorns 14 im Kanal 38 und neben seiner entsprechenden Seite an der mehrseitigen Montagestruktur 34 montiert werden, so daß die Tragarme 24 und somit die Dorne 14 um die mehrseitige Montagestruktur 34 gleich beabstandet sein können. Die mehrseitige Montagestruktur 34 kann näherungsweise koaxial zur Längsachse des Katheterkörpers 12 sein, so daß die Dorne 14 um den Katheterkörper 12 ebenfalls gleich beabstandet sind. Sobald jeder Tragarm 24 richtig im Kanal 38 positioniert ist, kann jeder Tragarm 24 im Kanal 38 durch jedes geeignete Mittel, wie beispielsweise durch Verwenden eines Klebstoffs, wie beispielsweise eines Polyurethanklebers befestigt werden. Alternativ kann die Montagestruktur 34 eine runde äußere Oberfläche aufweisen, obwohl bei einer derartigen Ausführungsform mehr Sorgfalt aufgewandt werden muß, wenn die Tragarme 24 um die Montagestruktur gleichmäßig beabstandet sein sollen.
Bei der abgebildeten Ausführungsform wird ein erstes nichtleitendes Rohr 40 zwischen dem äußeren Montagering 32 und den Tragarmen 24 und ein zweites nichtleitendes Rohr 42 zwischen den Tragarmen 24 und der Montagestruktur 34 angeordnet. Die nichtleitenden Rohre 40 und 42, wobei es sich um Polyimidrohre handelnd kann, stellen sicher, daß jeder Tragarm 24 elektrisch isoliert bleibt.
Ein Spülrohr 44 erstreckt sich vorzugsweise koaxial durch die Montagestruktur 34. Das Spülrohr 44 umfaßt vorzugsweise ein nichtleitendes Material, wie beispielsweise PEBAX, Polyimid oder Polyurethan. Das Spülrohr 44 erstreckt sich durch den Katheterkörper 12 und durch den Kontrollgriff 16 oder einen (nicht gezeigten) Seitenarm nach außen, wie im Stand der Technik bekannt ist und in dem US-Patent 6,120,476 beschrieben wird. Wie weiter unten erläutert wird, wird das Spülrohr 44 dazu verwendet, ein Spülfluid in den Bereich zwischen den Dornen einzuführen, der zur Thrombenbildung neigt, woraus sich widrige Ereignisse und Schwierigkeiten beim Entfernen des Katheters aus dem Patienten ergeben können. Das distale Ende des Spülrohrs 44 ist vorzugsweise an seine Position zwischen den Dornen 44 geklebt.
Wie für den Fachmann erkennbar ist, kann das Spülrohr 44 mehrere Strukturen umfassen, die einen kontinuierlichen Weg durch den Katheterkörper 12 und in den Griff 16 einschließlich einer Kombination aus einem oder mehreren Lumen und einem oder mehreren Rohren definieren.
Wie vorher erläutert wurde, wird bei der Montage der Tragarme 24 an der Dornmontageanordnung 31 ein Teil der nichtleitenden Beschichtung 26 am proximalen Ende jedes Dorns 14 entfernt, um den Tragarm 24 freizulegen. Das Entfernen eines Teils der nichtleitenden Beschichtung 26 am proximalen Ende jedes Dorns 14 ermöglicht, daß sich die Elektrodenverbindungsdrähte 29 und Sensorkabel 36, die jeder Punktelektrode 20, Ringelektrode 28 und jedem Ortssensor 30 entsprechen, vom Lumen 15 des Katheters 12 durch das Montageringlumen 46 und in jede nichtleitende Beschichtung 26 erstrecken können. Wie in 4 gezeigt ist erstrecken sich die Elektrodenverbindungsdrähte 29 und die Sensorkabel 36 in der nichtleitenden Beschichtung 26, sobald sie in die nichtleitenden Beschichtungen 26 eingeführt wurden, und sind an ihren distalen Enden mit ihrer entsprechenden Punktelektrode 20, Ringelektrode 28 oder ihrem Ortssensor 30 elektrisch verbunden.
Zur Verwendung des erfindungsgemäßen Katheters 10 führt ein Kardiologe oder ein Elektrophysiologe eine Führungshülse und einen Dilator in den Patienten ein, wie im Stand der Technik allgemein bekannt ist, so daß die distalen Enden der Hülse und des Dilators sich im Bereich des abzubildenden Herzens befinden. In einigen Fällen, wie in einem solchen, in dem es wünschenswert ist den Katheter 10 in den linken Ventrikel durch die Aortenklappe in einer Richtung entgegengesetzt zum Blutfluß einzuführen, wird die Verwendung eines Pigtailförmigen Dilators 54 mit einem distalen Ende 56, das eine Schlaufe 58 bildet, wie in 6 gezeigt ist, bevorzugt. Insbesondere wird die Seite der Schlaufe 58 gegen die Klappen des Ventils gedrückt und dient im wesentlichen als ein Stoßinstrument, um die Klappen nach innen zu drücken, so daß sie temporär invertiert sind, während der Dilator und die Führungshülse durch die Klappe vorgeschoben werden. Unter Verwendung der Oberfläche der Schlaufe 58 zum Drücken der Klappen des Ventils kann eine potentielle Punktierung der Klappen des Ventils vermieden werden. Im Gegensatz dazu können mit dem Drücken der Klappen mit einem Dilator mit einem geraden distalen Ende die Klappen potentiell punktiert oder in anderer Weise beschädigt werden. Nachdem der Dilator und die Führungshülse durch das Ventil mit der Schlaufe 58 ins Innere des linken Ventrikels vorgeschoben wurden, kehren die Klappen der Aortenklappe in ihre ursprüngliche natürliche Position zurück.
Danach wird der Dilator aus der Führungshülse entfernt und der Katheter 10 in den Patienten durch die Führungshülse eingeführt. Um den Katheter 10 in die Führungshülse einzuführen, muß sich die Abbildungseinrichtung 18 in ihrer zusammengefalteten Anordnung befinden, in der jeder Dorn 14 im allgemeinen entlang der Längsachse des Katheterkörpers 12 angeordnet ist. Eine geeignete Führungshülse zur Verwendung in Verbindung mit dem Katheter 10 ist die PREFACE^TM Braided Guiding Sheath (kommerziell erhältlich von Biosense Webster, Inc., Diamond Bar, Kalifornien). Eine derartige Führungshülse weist eine ausreichende Stärke auf, um jeden Tragarm 24 in der zusammengefalteten Anordnung zu halten, so daß die Dorne 14 und auch der gesamte Rest des Katheters 10 sich in der Führungshülse von einem Einführpunkt in den Patienten, durch eine Vene oder Arterie und zu einem gewünschten Ort im Herzen bewegen kann.
Sobald das distale Ende des Katheters den gewünschten Ort erreicht hat, wie beispielsweise eine Position im linken Ventrikel des Herzens, wird eine relative Längsbewegung zwischen dem Katheter 10 und der Führungshülse vorgesehen, um zu ermöglichen, daß zumindest ein Teil jedes Dorns 14 aus der Führungshülse vorragt. Vorzugsweise wird die Führungshülse im Verhältnis zum distalen Ende des Katheters proximal bewegt, um die Dorne 14 freizulegen. Wenn ein Teil jedes Dorns 14 von der Führungshülse vorragt und keine Druckkraft mehr durch die Führungshülse auf die Dorne ausgeübt wird, ermöglicht es der Formspeicher der Tragarme 24 diesen, in eine erste ausgefahrene Anordnung zurückzukehren. In der ersten ausgefahrenen Anordnung kann zumindest eine Elektrode jedes Dorns 14 mit einer ersten Mehrzahl von Herzgewebe in Kontakt gebracht werden, so daß elektrische, Orts- und mechanische Informationen vom kontaktierten Herzgewebe erhalten werden können. Die Dorne 14 können dann in eine zweite ausgefahrene Anordnung neu positioniert werden, um eine zweite Mehrzahl von Herzgewebe zu kontaktieren, so daß elektrische, Orts- und mechanische Informationen auch von diesen Geweben erhalten werden können. Die neue Positionierung wird vorzugsweise durch weiteres proximales Bewegen der Führungshülse im Verhältnis zum Katheter erreicht, um dadurch einen größeren Teil jedes Dorns freizulegen. Bei der abgebildeten Ausführungsform kann sich jeder Dorn um so mehr biegen oder von dem Katheter weg ausstrecken, um dadurch Herzgewebe zu kontaktieren, je mehr jedes Dorns freigelegt wird. Dieser Prozeß kann wiederholt werden, bis das Herz in zufriedenstellender Weise abgebildet wurde.
Nach der Beendigung des Abbildens wird der Katheter relativ zur Führungshülse proximal bewegt, um die Dorne in die Hülse zurückzuziehen. Während des Abbildens kann der Bereich zwischen den Dornen 14 für eine Thrombenbildung anfällig sein, die es erschweren kann, die Dorne zurück in die Hülse zu ziehen. Um eine derartige Thrombenbildung zu minimieren wird ein Spülfluid durch das Spülrohr 44 vor, während und/oder nach der Abbildungsprozedur eingeführt, um den Bereich zwischen den Dornen 14 zu spülen. Vorzugsweise wird die Spülung kontinuierlich während der Prozedur vorgesehen, um jede potentielle Blutgerinnung im Spülrohr zu minimieren. Geeignete Spülfluide für eine Verwendung in Verbindung mit der Erfindung umfassen eine Salzlösung, eine heparinisierte Salzlösung und Thrombolytika. Obwohl das Spülrohr 44 vorzugsweise koaxial zum Katheterkörper 12 angeordnet ist, so daß es zwischen allen Dornen montiert ist, können andere Positionen für das Spülrohr am oder in der Nähe des distalen Endes des Katheters gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die ausgefahrene Anordnung der Dorne 14 kann verschiedene Formen annehmen. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform erstreckt sich beispielsweise jeder Dorn 14 radial vom Katheterkörper 12 nach außen und bildet eine nach außen gekrümmte Form, wie in 1 gezeigt ist. In einer anderen Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist, erstreckt sich jeder Dorn 14 radial vom Katheterkörper 12 nach außen und bildet eine im wesentlichen gerade Linie, die vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zum Katheterkörper 12 ist. Bei noch einer weiteren Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, ist jeder Dorn 14 radial nach außen gebogen, so daß die Dorne 14 zusammen eine Becherform bilden.
Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Katheters 10 mit mehreren Dornen 14, wobei jeder dieser elektrische und mechanische Abbildungsfähigkeiten und Fähigkeiten zur Ortsabtastung aufweist, kann der Kardiologe eine lokale Aktivierungszeit abbilden und Spannungskarten erhalten. Der Kardiologe kann auch die Orte im Herzen bestimmen, die keine mechanische Aktivität aufweisen, indem er überwacht, ob die Position des Ortssensors sich über einen vollständigen Herzzyklus ändert. Diese Information kann den Kardiologien bei der Bereitstellung einer Therapie für den Patienten führen. Beispielsweise kann der Kardiologe dort, wo er Regionen des Herzens auffindet, die keine mechanische Aktivität aufweisen, diese Regionen unter Verwendung bekannter Techniken, wie beispielsweise durch Gentherapie oder transmyokardiale Revaskularisation revaskulieren. Der erfindungsgemäße Katheter 10 ermöglicht es dem Kardiologen durch Messen von mehreren Datenpunkten zu einem Zeitpunkt das Herz schneller als mit herkömmlichen Kathetern abzubilden.
Wenn dies gewünscht ist, kann der Katheter einen Steuerungsmechanismus zur Auslenkung des distalen Endes des Katheterkörpers 12 umfassen. Bei einem derartigen Aufbau umfaßt das distale Ende des Katheterkörpers 12 vorzugsweise eine kurze Rohrlänge, wie beispielsweise 2 bis 4 Zoll in der Länge, die flexibler ist als der Rest des Katheterkörpers 12. Ein geeigneter Steuerungsmechanismus umfaßt einen (nicht gezeigten) Zugdraht, der sich von einem proximalen Ende im Kontrollgriff 16 durch das zentrale Lumen 15 in die Katheterkörper 12 und in ein sich außerhalb der Achse befindendes Lumen in der kurzen Rohrlänge erstreckt. Im Katheterkörper 12 erstreckt sich der Zugdraht durch eine eng gewundene Spirale, die biegbar, jedoch im wesentlichen nicht komprimierbar ist. Die Spule ist in der Nähe des proximalen und distalen Endes des Katheterkörpers 12 befestigt und verhindert eine Biegung des Katheterkörpers 12. Das distale Ende des Zugdrahtes ist am distalen Ende der kurzen Rohrlänge im außerhalb der Achse liegenden Lumen verankert. Das proximale Ende des Zugdrahtes ist an einem beweglichen Element im Griff 16 verankert, das relativ zum Katheterkörper 12 bewegt werden kann. Die proximale Bewegung des bewegbaren Elementes relativ zum Katheterkörper 12 führt zu einer Auslenkung der kurzen Rohrlänge. Ein Beispiel eines derartigen Steuerungsmechanismus und Aufbaus wird in weiteren Einzelheiten im US-Patent 6,064,905 beschrieben. Wenn ein Steuerungsmechanismus in den erfindungsgemäßen Katheter 10 integriert wird, kann es wünschenswert sein, einen Ortssensor am distalen Ende des Katheterkörpers 12 einzubeziehen. Wie für den Fachmann erkennbar ist, kann der Griff 16, wenn ein Wischmechanismus (slurring mechanism) nicht umfaßt ist, weggelassen werden, obwohl beschrieben ist, zur Vereinfachung des Gebrauchs durch den Kardiologen den Griff beizubehalten.
Die vorangehende Beschreibung wurde mit Bezugnahmen auf momentan bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angegeben. Fachleute, die diese Erfindung betrifft, verstehen, daß Abwandlungen und Änderungen an den beschriebenen Strukturen vorgenommen werden können, ohne wesentlich vom Umfang dieser Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sollte die vorangehende Beschreibung nicht als lediglich die präzisen beschriebenen und in den begleitenden Zeichnungen gezeigten Strukturen betreffend gelesen werden, sondern sollte als einheitlich mit und als Unterstützung für die folgenden Ansprüche verstanden werden, die den größtmöglichen Umfang umfassen.

Claims

Katheter (10) umfassend: einen gestreckten Katheterkörper (12) mit einem proximalen Ende, einem distalen Ende und zumindest einem Lumen (15), das sich longitudinal durch diesen erstreckt; eine Abbildungseinrichtung (18), die am distalen Ende des Katheterkörpers (12) montiert ist und zumindest zwei Dorne (14) aufweist, wobei jeder Dorn (14) ein am distalen Ende des Katheterkörpers (12) befestigtes proximales Ende und ein freies distalen Ende aufweist, wobei jeder Dorn (14) zumindest eine Elektrode umfaßt, und gekennzeichnet durch: ein Spülrohr (44), die sich durch den Katheterkörper (12) erstreckt und ein offenes distales Ende aufweist, das sich in Kommunikation mit der Außenseite des distalen Endes des Katheterkörpers (12) befindet, wobei das Spülrohr (44) dazu eingerichtet ist, einen Bereich zwischen den Dornen (14) zu spülen.
Katheter (10) nach Anspruch 1, wobei jeder Dorn (14) eine Punktelektrode aufweist, die am oder in Nähe des distalen Endes des Dorns (14) montiert ist.
Katheter (10) nach Anspruch 1, wobei jeder Dorn des weiteren zumindest einen Positionssensor (30) aufweist.
Katheter (10) nach Anspruch 3, wobei der Positionssensor (30) zumindest teilweise in der Punktelektrode (20) an jedem Dorn (14) montiert ist.
Katheter (10) nach Anspruch 3, wobei der Positionssensor (30) an oder in der Nähe des distalen Endes jedes Dorns (14) montiert ist.
Katheter (10) nach Anspruch 1, wobei jeder Dorn (14) eine Punktelektrode (20) und zumindest eine Ringelektrode (28) aufweist.
Katheter (10) nach Anspruch 6, wobei jeder Dorn (14) des weiteren einen Positionssensor (30) aufweist, der zumindest teilweise in der Punktelektrode (20) montiert ist.
Katheter (10) nach Anspruch 1, wobei jeder Dorn (14) eine nicht leitende Hülle (26) mit einem Trägerarm (24) aufweist, der einen darin angeordneten Formspeicher umfaßt.
Katheter (10) nach Anspruch 8, wobei jeder Tragarm (24) Nitinol umfaßt.
Katheter (10) nach Anspruch 1, wobei die Abbildungseinrichtung (18) zwischen einer ausgefahrenen Anordnung, in der sich jeder Dorn (14) radial vom Katheterkörper (12) nach außen erstreckt und einer zusammengefalteten Anordnung bewegbar ist, bei der jeder Dorn (14) im allgemeinen entlang einer longitudinalen Achse des Katheterkörpers (12) angeordnet ist.
Katheter (10) nach Anspruch 10, wobei sich jeder Dorn (14), wenn sich die Abbildungseinrichtung (18) in ihrer ausgefahrenen Anordnung befindet, radial vom Katheterkörper (12) nach außen erstreckt und eine gekrümmte Form bildet.
Katheter (10) nach Anspruch 10, wobei sich jeder Dorn (14), wenn sich die Abbildungseinrichtung (18) in ihrer ausgefahrenen Anordnung befindet, radial vom Katheterkörper (12) nach außen erstreckt und eine im wesentlichen gerade Linie bildet.
Katheter (10) nach Anspruch 12, wobei sich jeder Dorn (14) im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Katheterkörpers (12) erstreckt.