KR20050045847A - Externally applied rf for pulmonary vein isolation - Google Patents

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KR20050045847A
KR20050045847A KR1020040090654A KR20040090654A KR20050045847A KR 20050045847 A KR20050045847 A KR 20050045847A KR 1020040090654 A KR1020040090654 A KR 1020040090654A KR 20040090654 A KR20040090654 A KR 20040090654A KR 20050045847 A KR20050045847 A KR 20050045847A
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바이오센스 웹스터 인코포레이티드
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Abstract

공진 회로가 스텐트에 포함되며, 이는 공지된 심장 카테터 삽입술을 사용하여 폐정맥에 이식될 수 있다. 외부 RF 장(고주파 장)이 스텐트의 공진 주파수에서 생성될 때, RF 에너지는 스텐트에 의해 폐정맥의 벽의 전도성 조직을 향해 재-방사되고, 주변에 전도 차단을 이룬다. 스텐트는 생물분해성 재료로 만들어져, 최종적으로 재흡수될 수 있다. 절제(ablation) 시술 이후에, 스텐트는 그 자리에 남겨질 수 있다. 원하는 상처(lesion)들이 형성되었다고 판정될 때까지 이 삽입된 스텐트를 사용하여 반복적인 절제가 수행될 수 있다. 또한, 삽입된 후에 치료된 부정맥이 재발하거나 또는 새로운 부정맥이 나타나면 동일한 스텐트가 수년간에 걸쳐서도 사용될 수 있으므로, 이로 인한 미래의 침습적(invasive) 시술을 할 필요를 덜어준다. A resonant circuit is included in the stent, which can be implanted into the pulmonary vein using known cardiac catheterization. When an external RF field (high frequency field) is generated at the resonant frequency of the stent, the RF energy is re-radiated by the stent toward the conductive tissue of the wall of the pulmonary vein and forms a conduction barrier around it. The stent is made of biodegradable material and can finally be resorbed. After ablation, the stent may be left in place. Repeated ablation can be performed using this inserted stent until it is determined that the desired lesions have been formed. In addition, if the treated arrhythmias recur or new arrhythmias appear after insertion, the same stent can be used over the years, thus reducing the need for future invasive procedures.

Description

폐정맥 격리를 위해 외부에서 가해지는 고주파{Externally applied RF for pulmonary vein isolation}Externally applied RF for pulmonary vein isolation

본 발명은 심장 질병의 의학적 치료를 위한 장치 및 방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 고주파 에너지를 사용하는 폐정맥 조직 부근에서의 절제에 의해 심장 부정맥(cardiac arrhythmias)을 치료하기 위한 방법 및 장치에 대한 것이다.The present invention is directed to an apparatus and method for the medical treatment of heart disease. More specifically, the present invention relates to a method and apparatus for treating cardiac arrhythmias by ablation near pulmonary vein tissue using high frequency energy.

침습적(invasive) 심장 절제 기술은 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 벤-하임(Ben-Haim)에게 허여된 미국 특허 제 5,443,489호, 제 5,480,422호 및 제 5,954,655호는 심장 조직을 절제하기 위한 시스템들을 설명한다. 멀리어(Mulier) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,807,395호, 옴즈비(Ormsby) 등에게 허여된 미국 특허 제 6,190,382호는 고주파를 사용하여 체조직을 절제하는 시스템들을 설명한다. 해세(Hassett) 등에게 허여된 미국 특허 제 6,251,109호, 제 6,090,084호와, 디더리히(Diederich) 등에게 허여된 미국 특허 제 6,117,101호와, 스워츠(Swartz) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,938,660호, 제 6,235,025호와, 레쉬(lesh) 등에게 허여된 미국 특허 제 6,245,064호와, 레쉬에게 허여된 미국 특허 제 6,164,283호, 제 6,305,378호, 및 제 5,971,983호와, 크로울리(Crowley) 등에게 허여된 미국 특허 제 6,000,269호와, 해사게레(Haissaguerre) 등에게 허여된 미국 특허 제 6,064,902호는 주로 폐정맥들 내에 또는 폐정맥들의 소공(소공; ostia)에 위치하는 조직을 절제하여 심방 부정맥(artrial arrhythmia)을 치료하는 조직 절제 장치를 설명한다. 에드워즈 등에게 허여된 미국 특허 제 5,366,490호는 카테터를 사용하여 목표 조직에 파괴적 에너지를 가하는 방법을 설명한다.Invasive cardiac ablation techniques are known in the art. For example, US Pat. Nos. 5,443,489, 5,480,422, and 5,954,655 to Ben-Haim describe systems for ablation of heart tissue. U.S. Patent No. 5,807,395 to Muller et al., U.S. Patent No. 6,190,382 to Omssby et al. Describe systems for ablation of body tissue using high frequency. US Pat. Nos. 6,251,109, 6,090,084 to Hassett et al., US Pat. No. 6,117,101 to Diederich et al., And US Pat. No. 5,938,660 to Swartz et al. 6,235,025, US Pat. No. 6,245,064 to Lesh et al., US Pat. Nos. 6,164,283, 6,305,378, and 5,971,983 to Lesh et al., US Patents issued to Crowley et al. 6,000,269 and US Pat. No. 6,064,902 to Haissaguerre et al. Treat tissues that treat atrial arrhythmia, primarily by excision of tissue located in the pulmonary veins or in the ostium of the pulmonary veins. The ablation apparatus will be described. U. S. Patent No. 5,366, 490 to Edwards et al. Describes a method of applying destructive energy to a target tissue using a catheter.

보다 최근에는, 심방 부정맥을 치료하기 위해 폐정맥들의 소공 근처에 또는 소공에 원주방향 상처(circumferential lesions)들이 형성되었다. 모두 레쉬에게 허여된 미국 특허 제 6,012,457호 및 제 6,024,740호는 방사방향으로 팽창가능한 절제 장치를 공개하며, 이는 고주파 전극을 포함한다. 이러한 장치를 사용하여, 주변 전도 차단을 이루기 위해 폐정맥들에 고주파 에너지를 전달하여, 좌심방으로부터 폐정맥들을 전기적으로 절연하는 것이 제안되어 있다.More recently, circumferential lesions have formed near or in the pores of the pulmonary veins to treat atrial arrhythmias. US Pat. Nos. 6,012,457 and 6,024,740, both issued to Lesche, disclose radially expandable ablation apparatuses, including high frequency electrodes. Using such a device, it is proposed to electrically insulate the pulmonary veins from the left atrium by delivering high frequency energy to the pulmonary veins to achieve peripheral conduction blockage.

전기-해부학적 지도화(electro-anatomical mapping)에 의해 안내되는 여러 개의 연속적인 원주방향 지점들(points)을 사용하는 고주파 절제가 2000년 순환(Circulation)지 102호 2619-261 8페이지에 패펀(Pappone) 등의 "폐정맥 소공의 원주방향 고주파 절제: 심방 세동을 치료하기 위한 새로운 해부학적 접근"이라는 문서에 제안되어 있다.Radiofrequency ablation using several consecutive circumferential points guided by electro-anatomical mapping was described in 2000, page 102, page 2619-261, pp. Pappone et al., "Circumferential Radiofrequency Ablation of Pulmonary Vein Pores: A New Anatomical Approach to Treat Atrial Fibrillation".

또한, 풍선을 통해 전달되는 초음파를 사용하여 원주방향으로 제거가능한 상처들을 만들어내는 것이 제안되어 있다. 이러한 기술은 예를 들어 2000년 순환지 102호 1879-1882 페이지에 나탈 에이(Natale A) 등의 "재발성 심방 세동에 대한 풍선을 통한 원주방향 초음파 절제를 사용하는 폐정맥 격리에 관한 최초의 인체 실험"이라하는 문서에 설명되어 있다. It has also been proposed to create circumferentially removable wounds using ultrasound waves delivered through the balloon. This technique is described, for example, in Natale A et al., Page 2000, page 1879-1882, the first human experiment on pulmonary vein isolation using circumferential ultrasound ablation via ballooning for recurrent atrial fibrillation. Is described in a document called ".

월쉬(Walsh) 등의 PCT 공보 WO 02/30331호는 스텐트 주변에서 성장하는 증식 조직을 제거하기 위해 혈관 내피에 주로 한정된 영역을 조사(radiation)하는 기하학적 구성을 갖는 스텐트 장치를 설명한다. 스텐트에 의한 조사는 외부 스캐너에 의해 형성된 고주파 장에 스텐트가 놓여질 때 일어난다. 이러한 장치에 의한 반복적인 절제는 스텐트의 막힘을 예방한다고 전해진다.PCT publication WO 02/30331 to Walsh et al describes a stent device having a geometrical configuration that radiates a region primarily confined to the vascular endothelium to remove proliferative tissue growing around the stent. Irradiation with the stent occurs when the stent is placed in a high frequency field formed by an external scanner. Repeated ablation with this device is said to prevent the stent clogging.

본 발명의 공개된 실시예에 따라 폐정맥 소공 주변에 원주방향 전도 차단을 이루어 폐정맥을 전기적으로 절연시키는 개선된 장치 및 방법이 제공된다. 특히, 본 발명은 폐정맥 둘레의 전도성 조직의 치료를 위한 절제를 반복하기 위한 내재적(indwelling) 장치를 제공한다. 상기 내재적 장치는 생물분해성일 수 있다. In accordance with the disclosed embodiments of the present invention there is provided an improved apparatus and method for electrically insulating the pulmonary vein by circumferential conduction blocking around the pulmonary vein cavities. In particular, the present invention provides an indwelling device for repeating ablation for the treatment of conductive tissue around a pulmonary vein. The intrinsic device may be biodegradable.

본 발명의 실시예에서, 공진 회로가 스텐트에 포함되고, 이는 좌심방의 소공 부근의 폐정맥에 이식되는 구성을 갖는다. 공지된 심장 카테터 삽입 기술에 의해 이식이 이루어진다. 외부 고주파 장이 스텐트의 공진 주파수에서 생성되면, 고주파 에너지가 스텐트에 의해 폐정맥의 벽의 전도성 조직을 향해 재-방사된다. 이는 원주방향 전도 차단을 이루어, 좌심방으로부터 폐정맥을 전기적으로 절연한다. 스텐트는 생물분해성 재료로 이루어져 최종적으로 재흡수된다.In an embodiment of the invention, a resonant circuit is included in the stent, which has a configuration that is implanted in the pulmonary vein near the pores of the left atrium. Implantation is accomplished by known cardiac catheterization techniques. When an external high frequency field is generated at the resonant frequency of the stent, high frequency energy is re-radiated by the stent toward the conductive tissue of the wall of the pulmonary vein. This creates a circumferential conduction block that electrically insulates the pulmonary vein from the left atrium. The stent is made of biodegradable material and finally resorbed.

유익하게는, 이 절차의 침습적 부분이 완료된 후에, 원하는 상처들이 형성되었다고 판단될 때까지 반복적인 절제가 수행될 수 있다. 나아가, 치료된 부정맥이 재발하거나 또는 새로운 부정맥이 발현한다면 동일한 스텐트가 삽입된 후 수년간에 걸쳐서도 사용될 수 있어, 미래에 침습적 시술을 할 필요를 제거할 수 있다. Advantageously, after the invasive portion of this procedure is completed, repeated ablation may be performed until it is determined that the desired wounds have been formed. Furthermore, if the treated arrhythmias recur or new arrhythmias develop, they can be used for years after the same stent is inserted, eliminating the need for invasive procedures in the future.

본 발명은 심실을 전기적으로 절연하는 방법을 제공하며, 이는 폐정맥의 소공 부근의 작동 위치로 공진 회로를 도입하고, 공진 회로로부터 먼 위치에서 전자기장을 생성하여 실시되며, 공진 회로는 전자기장 내에 작동가능하게 포함되어 있다. 전자기장은 공진 회로의 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 가져, 폐정맥의 벽 내의 목표 조직을 제거하기 위해 전자기적 에너지를 공진 회로가 재-방사하게 한다. The present invention provides a method of electrically insulating the ventricles, which is accomplished by introducing a resonant circuit to an operating position near the pores of the pulmonary vein, generating an electromagnetic field at a location remote from the resonant circuit, the resonant circuit being operable within the electromagnetic field. Included. The electromagnetic field has a frequency substantially the same as the resonant frequency of the resonant circuit, causing the resonant circuit to re-radiate electromagnetic energy to remove target tissue in the walls of the pulmonary veins.

본 발명의 하나의 특징에서, 전자기장은 목표 조직에서 전도 차단이 확인될 때까지 생성된다. In one feature of the invention, the electromagnetic field is generated until a blocking of the conduction is identified in the target tissue.

본 발명의 다른 특징에서, 공진 회로는 스텐트에 포함되고, 공진 회로는 스텐트와 폐정맥 간의 원주방향 접촉영역을 형성하기 위해 폐정맥의 내벽과 스텐트를 원주방향으로 결합하여 도입되고, 스텐트의 주축은 폐정맥과 실질적으로 동축관계로 정렬된다.In another aspect of the invention, the resonant circuit is included in the stent, the resonant circuit is introduced by circumferentially combining the inner wall and the stent of the pulmonary vein to form a circumferential contact area between the stent and the pulmonary vein, the main axis of the stent Substantially aligned in a coaxial relationship.

본 발명의 방법의 하나의 특징은 전자기장의 주파수에서 공진하도록 스텐트를 자동적으로 교정하는 것을 포함한다.One feature of the method of the invention includes automatically calibrating the stent to resonate at the frequency of the electromagnetic field.

본 발명의 방법의 하나의 특징에서, 스텐트를 원주방향으로 결합하는 것은 스텐트를 방사방향으로 팽창시켜 이루어진다.In one feature of the method of the invention, the joining of the stent in the circumferential direction is achieved by expanding the stent in the radial direction.

본 발명의 방법의 부가적인 특징에 따르면, 스텐트는 형상 기억을 갖는 합금으로 구성된다.According to an additional feature of the method of the invention, the stent consists of an alloy with shape memory.

본 발명의 방법의 또 다른 특징은 스텐트의 구조를 바꾸기 위해 스텐트의 온도를 바꾸는 것을 포함한다.Another feature of the method of the present invention involves changing the temperature of the stent to change the structure of the stent.

본 발명의 방법의 또 다른 특징에서, 온도를 바꾸면서, 스텐트는 그 형상 기억에 반응하여 방사방향으로 팽창한다.In another feature of the method of the invention, while changing the temperature, the stent expands radially in response to its shape memory.

본 발명의 방법의 다른 특징에 따르면, 스텐트는 생물분해성 재료로 구성된다.According to another feature of the method of the invention, the stent is composed of a biodegradable material.

본 발명의 방법의 하나의 특징에서, 전자기장을 생성한 후에, 스텐트는 작동 위치에 남겨지고, 이후에 전자기장을 생성하는 단계가 반복된다.In one feature of the method of the invention, after generating the electromagnetic field, the stent is left in its working position, after which the step of generating the electromagnetic field is repeated.

본 발명은 폐정맥의 소공 부근의 폐정맥 내의 작동 위치로 도입하는 구성의 공진 회로를 포함하는 심실을 전기적으로 절연하는 시스템을 제공한다. 공진 회로는 공진 회로의 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 외부에서 생성된 전자기장에 반응하여 고주파 에너지를 재-방사하고, 전자기장은 공진 회로가 고주파 에너지를 재-방사하여 폐정맥 내벽의 목표 조직을 제거하게 한다.The present invention provides a system for electrically insulating a ventricle including a resonant circuit configured to introduce into a working position in the pulmonary vein near the pores of the pulmonary vein. The resonant circuit re-radiates high frequency energy in response to an externally generated electromagnetic field having a frequency substantially the same as the resonant frequency of the resonant circuit, and the electromagnetic field removes the target tissue of the inner wall of the pulmonary vein by re-radiating the high frequency energy. Let's do it.

상기 시스템은 예정된 종결점(end point)에 도달되었는지 판정하기 위해 환자의 심장의 전기생리학적 특성들을 모니터링하는 센서를 포함할 수 있다. 예정된 종결점은 목표 조직에서의 전도 차단을 확인해줄 수 있다. The system may include a sensor to monitor the electrophysiological characteristics of the patient's heart to determine if a predetermined end point has been reached. The scheduled end point can confirm the blocking of conduction in the target organization.

상기 시스템의 다른 특징은 폐정맥과 스텐트 간의 원주방향 접촉 영역을 형성하기 위해 폐정맥의 내벽과 원주방향으로 결합하기 위한 치수를 갖는 스텐트를 포함하고, 스텐트의 주축은 폐정맥과 실질적으로 동축관계로 정렬되는 것이다. 공진 회로가 스텐트에 포함된다.Another feature of the system includes a stent having dimensions for engaging circumferentially with the inner wall of the pulmonary vein to form a circumferential contact area between the pulmonary vein and the stent, the main axis of the stent being substantially coaxially aligned with the pulmonary vein. . A resonant circuit is included in the stent.

상기 시스템의 다른 특징은 공진 회로의 다수의 축전기(capacitor)와, 전자기장의 주파수와 공진 회로의 공진 주파수를 일치시키기 위해 전자기장의 주파수에 반응하여 축전기들 중의 하나를 자동적으로 선택하는 제어회로를 포함하는 것이다. Other features of the system include a plurality of capacitors in the resonant circuit and a control circuit that automatically selects one of the capacitors in response to the frequency of the electromagnetic field to match the frequency of the electromagnetic field with the resonant frequency of the resonant circuit. will be.

상기 시스템의 다른 특징에 따르면, 스텐트는 형상 기억을 갖는 합금으로 구성된다.According to another feature of the system, the stent is composed of an alloy with shape memory.

상기 시스템의 다른 특징에 따르면, 스텐트는 생물분해성 재료로 구성된다.According to another feature of the system, the stent is composed of a biodegradable material.

본 발명은 폐정맥의 소공 부근의 환자의 폐정맥 내의 작동 위치로 도입하는 구성의 공진 회로와, 폐정맥 내의 작동 위치로 공진 회로를 나르는 구성의 카테터와, 폐정맥과 스텐트 간의 원주방향 접촉 영역을 형성하기 위해 폐정맥의 내벽과 원주방향으로 결합하는 치수를 갖는 스텐트를 포함하는 심실을 전기적으로 절연하는 시스템을 제공한다. 스텐트의 주축은 폐정맥과 실질적으로 동축관계로 정렬되고, 공진회로는 스텐트에 포함된다. 상기 시스템은 공진 회로의 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 생성하기 위해 환자 외측에 배치되는 제너레이터(generator)를 포함하고, 전자기장은 공진 회로를 작동가능하게 포함하여 공진 회로가 폐정맥 내벽의 목표 조직을 제거하기 위해 전자기적 에너지를 재방사하게 한다. The present invention relates to a resonant circuit configured to introduce into a working position in a patient's pulmonary vein near the pores of the pulmonary vein, a catheter configured to carry the resonant circuit to a working position in the pulmonary vein, and a pulmonary vein to form a circumferential contact area between the pulmonary vein and the stent A system for electrically insulating a ventricle comprising a stent having dimensions circumferentially engaging the inner wall of the chamber. The main axis of the stent is substantially coaxial with the pulmonary vein, and the resonant circuit is included in the stent. The system includes a generator disposed outside the patient to produce an electromagnetic field having a frequency substantially the same as the resonant frequency of the resonant circuit, the electromagnetic field operatively including the resonant circuit such that the resonant circuit is the target of the inner wall of the pulmonary vein. Reradiates electromagnetic energy to remove tissue.

상기 시스템의 부가적인 특징은 예정된 종결점에 도달했는지 판정하기 위해 환자의 심장의 전기생리학적 특성들을 모니터링하기 위해 센서를 포함하는 것이다.An additional feature of the system is the inclusion of a sensor to monitor the electrophysiological characteristics of the patient's heart to determine if a predetermined endpoint has been reached.

상기 시스템의 또 다른 특징에 따르면 예정된 종결점은 목표 조직에서의 전도 차단을 확인해준다.According to another feature of the system, the predetermined endpoint confirms the conduction blocking in the target tissue.

상기 시스템의 다른 특징은 공진 회로의 다수의 축전기와, 전자기장의 주파수와 공진 회로의 공진 주파수를 일치시키기 위해 전자기장의 주파수에 반응하여 축전기들 중의 하나를 자동적으로 선택하는 제어회로를 포함하는 것이다. Another feature of the system is a plurality of capacitors in the resonant circuit and a control circuit that automatically selects one of the capacitors in response to the frequency of the electromagnetic field to match the frequency of the electromagnetic field with the resonant frequency of the resonant circuit.

상기 시스템의 다른 특징은 환자 외측에 배치되는 다수의 로컬라이징(localizing) 필드 제너레이터(field generator)와, 상기 로컬라이징 필드 제너레이터에 의해 생성된 로컬라이징 전자기장들에 반응하는 카테터 상의 위치 센서와, 위치 센서의 출력에 반응하는 수신기를 포함하는 카테터의 위치 및 배향(orientation)을 추적하기 위한 로컬라이징 서브 시스템을 포함하는 것이다. Other features of the system include a plurality of localizing field generators disposed outside the patient, a position sensor on the catheter in response to localizing electromagnetic fields generated by the localizing field generator, and an output of the position sensor. It includes a localizing subsystem to track the position and orientation of the catheter including the responding receiver.

본 발명을 보다 잘 이해할 수 있도록, 예로써 도면들과 연계하여 읽게 되는 본 발명의 상세한 설명을 참조하며, 상기 도면들에서 동일한 요소들에는 동일한 도면부호들을 사용하였다.DETAILED DESCRIPTION In order to better understand the present invention, reference is made to the detailed description of the invention, which is read by way of example in conjunction with the drawings, wherein like reference numerals are used for like elements.

하기의 설명에서, 다수의 특정적인 세부사항들이 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 당업자에게는 본 발명은 이러한 특정적인 세부사항들없이 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 다른 예들에서, 공지된 회로들 및 제어 논리는 본 발명을 이해하는데 불필요하게 방해하지 않도록 상세히 도시하지 않았다.In the following description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be apparent to one skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. In other instances, well-known circuits and control logic have not been shown in detail so as not to unnecessarily obscure the present invention.

시스템 구조System structure

이제 도면으로 가서, 도 1부터 참조하고, 이는 본 발명의 공개된 실시예에 따라 구성 및 작동하는 절제 시스템(10)의 개략도이다. 시스템(10)은 환자의 목표 조직(12)을 절제하는 구성이고, 제어 유닛(18)에 커플링된 다수의 고주파(RF) 송신기(16)를 포함하는 위치결정 및 지도화 서브시스템(14)을 포함한다. 송신기(16)는 위치결정 및 지도화를 위한 저-전력 모드와, 목표 조직 제거를 위한 고-전력 모드에서 작동할 수 있다. 다르게는, 개별적인 송신기들이 위치 감지 및 절제를 위해 제공될 수 있다. 공진 회로를 갖는 스텐트(20)가 하기에 보다 상세히 나타내는 바와 같이 제거될 목표 조직(12) 부근의 폐정맥(22) 내에 배치된다. 몇몇 실시예들에서, 스텐트(20)는 폐정맥과 결합하기 위한 치수를 갖는다. 3cm의 외경이 적절할 수 있다.Referring now to the drawings, reference is now made to FIG. 1, which is a schematic diagram of an ablation system 10 that is constructed and operated in accordance with a disclosed embodiment of the present invention. The system 10 is configured to ablate a target tissue 12 of a patient and includes a positioning and mapping subsystem 14 that includes a plurality of radio frequency (RF) transmitters 16 coupled to a control unit 18. It includes. The transmitter 16 can operate in a low-power mode for positioning and mapping, and in a high-power mode for target tissue removal. Alternatively, separate transmitters may be provided for position sensing and ablation. A stent 20 having a resonant circuit is disposed in the pulmonary vein 22 near the target tissue 12 to be removed, as shown in more detail below. In some embodiments, stent 20 is dimensioned to engage the pulmonary vein. An outer diameter of 3 cm may be appropriate.

폐정맥을 지지(stent)하기 위한 것이 아닌 목표 조직을 제거하기만 하기 위한 다른 실시예들에서, 절제를 수행하기 위해 폐정맥의 벽과 물리적으로 결합할 필요는 전혀 없다. 이러한 실시예들에서는, 공진 구조물이 그 작동 범위 내에 목표 조직을 포함하도록 위치되기만 하면 되고, 이후에 논의하는 바와 같이 여기(energized)될 수 있다. 이러한 실시예들은 공진 구조물이 스텐트로서 기능하기 위해 요구되는 구조를 갖거나 폐정맥에 대해 구조물이 정확한 치수를 갖게 할 필요없이, 상이한 나이 및 사이즈를 갖는 환자들에서 모든 용도에 대해 비교적 작은 공진 구조물이 단일 모델로 사용될 수 있다는 장점을 갖는다. In other embodiments, only to remove the target tissue, not to stent the pulmonary vein, there is no need to physically engage the walls of the pulmonary vein to perform ablation. In such embodiments, the resonant structure only needs to be positioned to include the target tissue within its operating range and can be energized as discussed later. These embodiments provide a relatively small resonant structure for all uses in patients of different ages and sizes, without having the structure required for the resonant structure to function as a stent or having the structure have the correct dimensions for the pulmonary vein. It has the advantage that it can be used as a model.

원하는 위치에서 스텐트를 삽입하는 것을 돕기 위해, 심장 카테터(24)가 사용된다. 카테터(24)는 카테터의 말단 세그먼트(28; distal segment)의 위치를 판정하기 위한 센서(26)를 구비하며, 이는 삽입 중에 스텐트(20)를 운반한다. 몇몇 실시예에서, 카테터(24)는 심장의 위치에서의 전기적 특성들을 감지하기 위한 하나 이상의 모니터링 전극(30)을 또한 갖는다. 제거될 목표 조직(12)은 본원에 참고문헌으로서 포함되는 함께 양도된 미국 특허 제 5,840,025호 및 제, 5,391,199호에 공개된 위치결정 및 지도화 시스템을 사용하여 위치결정될 수 있다. 미국 특허 제 5,840,025호의 실시예에 대해, 모니터링 전극(30)은 지도화 전극(mapping electrode)들로서 작용할 수도 있다. 전극들은 센서(26)에 의해 제공되는 위치의 함수로서 심장(32)의 국지적인 전기적 활성도를 검출한다. 카테터(24)의 말단 세그먼트(28)는 상기 미국 특허 제 5,840,025호에 공개된 시스템에 부가하여 또는 그에 대한 대안으로서, 종래의 방사선 촬영 기술에 의해 그 위치결정(localization)을 돕기 위해 방사선 불투과성일 수 있다. To help insert the stent in the desired position, a cardiac catheter 24 is used. The catheter 24 has a sensor 26 for determining the position of the distal segment 28 of the catheter, which carries the stent 20 during insertion. In some embodiments, catheter 24 also has one or more monitoring electrodes 30 for sensing electrical characteristics at the location of the heart. The target tissue 12 to be removed can be positioned using the positioning and mapping system disclosed in US Pat. Nos. 5,840,025 and 5,391,199, both of which are hereby incorporated by reference. For the embodiment of US Pat. No. 5,840,025, the monitoring electrode 30 may act as mapping electrodes. The electrodes detect the local electrical activity of the heart 32 as a function of the position provided by the sensor 26. The distal segment 28 of the catheter 24 may be radiopaque to aid its localization by conventional radiographic techniques in addition to or as an alternative to the system disclosed in US Pat. No. 5,840,025. Can be.

본 발명의 하나의 실시예에서, 센서(26)는 전자기적 위치 및 배향 센서이고, 이는 신체 표면 상 또는 근처에서 환자 외측에 배치된 다수의 전자기장 송신기(16)로부터의 전자기장 신호들을 수신한다. 사용중에, 송신기(16)들은 카테터(24)의 말단 세그먼트(28)의 위치 및 배향을 추적하기 위해 기준 프레임(frame of reference)을 정하도록 전자기장을 송신한다. 그러므로, 감지된 전자기장에 근거하여, 센서(26)는 좌표 정보의 형태로 5가지 이상의 위치 및 배향 정보의 치수들[(X, Y, Z, 피치(pitch) 및 요잉(yawing)]을 제공하여 제어 유닛(18)에 위치 신호를 송신한다. 몇몇 실시예들에서는, 6 가지의 위치 및 배향 정보(X, Y, Z, 피치, 요잉, 및 롤링)가 제공된다. 신호는 카테터(24) 내의 도선(34; leads)에 의해 송신되고, 이는 제어 유닛(18)에 접속된다. 다르게는, 센서(26)로부터 제어 유닛(18)으로의 신호 전송은 무선 수신기(도시되지 않음)로 제공된다.In one embodiment of the present invention, sensor 26 is an electromagnetic position and orientation sensor, which receives electromagnetic signals from multiple electromagnetic transmitters 16 disposed outside the patient on or near the body surface. In use, the transmitters 16 transmit an electromagnetic field to establish a frame of reference to track the position and orientation of the distal segment 28 of the catheter 24. Therefore, based on the sensed electromagnetic field, sensor 26 provides five or more dimensions of the position and orientation information ((X, Y, Z, pitch and yawing) in the form of coordinate information. Transmit a position signal to the control unit 18. In some embodiments, six position and orientation information (X, Y, Z, pitch, yawing, and rolling) are provided. Transmitted by leads 34, which are connected to the control unit 18. Alternatively, signal transmission from the sensor 26 to the control unit 18 is provided to a wireless receiver (not shown).

본 발명의 예는 상기 미국 특허 제 5,840,025호와 제 5,391,199호에 공개된, 말단 세그먼트(28)의 위치 추적에 사용되는 위치결정 및 지도화 서브시스템(24)의 간략한 설명을 읽으면 이해하는데 도움이 될 것이다. 센서(26)는 말단 세그먼트(28)의 순간적인 위치를 감지하는데 사용되고, 전형적으로 송신기(16)에 의해 생성된 자기장을 감지하는 교류전류(AC) 자기장 수신기이다. 이들 송신기는 고정된 기준 프레임을 형성하기 위해 AC 자기장을 생성한다. 센서(26)로서 사용하기 적합한 센서들이 그 내용이 본원에 참고문헌으로서 포함되는 상기 미국 특허 제 5,391,199호 및 PCT 특허 WO 96/05768호(1997년 5월 14일 출원된 미국 특허출원번호 제 08/793,371호)에 상세히 설명되어 있다. 그 다음에, 말단 세그먼트(28)의 위치 및 배향 좌표들이 센서(26)의 위치 및 배향 좌표들을 측정하여 확정된다. 센서(26)는 하나 이상의 안테나, 예를 들어 하나 이상의 코일(36)을 포함할 수 있다. 송신기(16)의 배치 및 이들의 사이즈와 형상은 본 발명의 응용예에 따라 변할 수 있다. 의학적 응용예에 유용한 송신기들은 외경이 약 2 내지 20cm이고 두께가 약 0.5 내지 2cm이고 동일 면 내에서 삼각형 배치인 권취형(wound) 환형 코일들을 포함한다. 봉(bar) 형상의 송신기들, 삼각형 및 정사각형 코일들도 모두 이러한 의학적 응용예들에 대해 유용할 수 있다. 또한, 엎드린 환자가 본 발명의 예에 관련한 시술을 받는 경우에서, 송신기(16)들은 그 위에 환자가 쉬고 있는 표면에 또는 그 아래에, 실질적으로 시술이 수행되는 환자의 신체 부분의 바로 아래에 위치된다. 다른 응용예에서, 송신기들은 환자의 피부에 아주 가깝게 있을 수 있다.Examples of the present invention may be understood by reading a brief description of the positioning and mapping subsystem 24 used for tracking the distal segment 28, disclosed in US Pat. Nos. 5,840,025 and 5,391,199. will be. The sensor 26 is used to sense the instantaneous position of the distal segment 28 and is typically an alternating current (AC) magnetic field receiver that senses the magnetic field generated by the transmitter 16. These transmitters generate an AC magnetic field to form a fixed frame of reference. Sensors suitable for use as sensor 26 are described in U.S. Patent No. 5,391,199 and PCT Patent WO 96/05768, filed May 14, 1997, the contents of which are incorporated herein by reference. 793,371). Then, the position and orientation coordinates of the distal segment 28 are determined by measuring the position and orientation coordinates of the sensor 26. Sensor 26 may include one or more antennas, for example one or more coils 36. The placement of the transmitters 16 and their size and shape may vary depending upon the application of the present invention. Transmitters useful for medical applications include wound annular coils having an outer diameter of about 2 to 20 cm, a thickness of about 0.5 to 2 cm and a triangular arrangement in the same plane. Bar shaped transmitters, triangular and square coils may all be useful for such medical applications. In addition, in cases where the lying patient is undergoing a procedure according to the example of the present invention, the transmitters 16 are located on or below the surface on which the patient is resting, just below the body part of the patient where the procedure is performed. do. In other applications, the transmitters may be very close to the patient's skin.

송신기(16)들은 제어 유닛(18)에 의해 작동된다. 센서(26)에 의해 수신된 신호들은 말단 세그먼트(28)의 위치 및 배향을 나타내기 위해 제어 회로(18) 내의 신호 처리기에서 작동 신호들의 표시(representation)와 함께 증폭 및 처리된다. 송신기(16)들은 이들이 어떠한 기준 프레임에 대해 고정되어 있고 어떠한 두 개의 송신기도 동일한 위치, 즉 위치 및 배향을 공유하지 않는 한 임의의 편한 위치 및 배향으로 배치될 수 있다. 제어 유닛(18)에 의해 작동될 때, 송신기(16)들은 센서(26)에 의해 감지되는 다수의 구별가능한 AC 자기장을 생성한다. 자기장들은 각각의 자기장에서의 신호들의 주파수, 위상, 또는 주파수 및 위상 모두에 관해 구별될 수 있다. 상이한 자기장의 시분할 다중화(time multiplexing)도 가능하다.The transmitters 16 are operated by the control unit 18. The signals received by the sensor 26 are amplified and processed along with the representation of actuation signals in a signal processor within the control circuit 18 to indicate the position and orientation of the end segment 28. The transmitters 16 may be placed in any convenient position and orientation as long as they are fixed relative to any reference frame and no two transmitters share the same position, ie position and orientation. When operated by the control unit 18, the transmitters 16 generate a number of distinguishable AC magnetic fields sensed by the sensor 26. Magnetic fields can be distinguished in terms of frequency, phase, or both frequency and phase of the signals in each magnetic field. Time multiplexing of different magnetic fields is also possible.

센서(26)는 단일 코일로 구성될 수 있지만, 보다 일반적으로는 중공 코어(air core) 또는 일정 재료로 이루어진 코어 상에 감긴 둘 이상의 그리고 심지어는 3개 이상의 센서 코일(36)들을 갖는다. 코일(36)들은 상호 직각인 축들을 갖고, 이 중 하나는 편리하게는 카테터(24)의 종축에 대해 정렬된다. 코일(36)들은 도 1의 삽입도(inset)에 도시된 바와 같이 상호연결되거나, 또는 센서(26) 직경을 감소시키기 위해 카테터(24)의 종축을 따라 밀접하게 이격될 수 있다. 본 발명의 대다수의 측면에서, 기준 프레임에 대한 말단 세그먼트(28)의 위치 및 배향의 정량적 측정이 필요하다. 이러한 고정된 기준 프레임은 센서(26)에 의해 수신되는 두 개 이상의 구별가능한 AC 자기장을 생성하는 두 개 이상의 겹치지 않는 송신기(16)를 요구한다. 구별가능한 자기장들로 인한 자기장 자속(flux)을 측정하기 위해서는 센서(26)에 두 개 이상의 평행하지 않은 코일(36)이 있어야 한다. 말단 세그먼트(28)의 6개의 위치 및 배향 좌표(X, Y, Z 방향, 피칭, 요잉 및 롤링 배향)를 측정하기 위해, 두 개이상 코일(36)과 3개의 송신기(16)가 위치 결정 및 지도화 서브시스템 (14)에 존재하는 것이 바람직하다. 위치 측정의 정확도 및 신뢰성을 개선하기 위해 전형적으로 3개의 코일이 사용된다. 더 적은 수의 위치 및 배향 좌표가 요구되는 다른 응용예에서는, 센서(26)에 하나의 코일만이 필요할 수 있다. 하나의 코일만을 갖는 단일 축 위치 결정 시스템의 특정한 특징 및 기능들은 본원에 참고문헌으로서 포함되며 공동-양도된 미국 특허 제 6,484,118호에 설명되어 있다. 하나의 실시예에서, 코일(36)은 전체 코일 직경이 1 내지 1.2 mm이도록 0.5mm의 내경을 갖고 16㎛(마이크로미터) 직경으로 800회 감겨있다. 각각의 코일의 유효 포착 면적(capture area)은 전형적으로 약 400mm2이다. 이들 치수는 상당한 범위에 걸쳐 변할 수 있음이 이해될 것이다. 특히, 코일(36)들의 사이즈는 (감도를 어느 정도 손실하면서) 0.3mm만큼 작을 수도 있고, 2mm를 초과할 수도 있다. 코일(36)들의 와이어 사이즈는 10 내지 31㎛ 범위일 수 있고, 감은 회수는 최대 허용 사이즈와 와이어 직경에 따라 300 내지 2600 사이에서 변할 수 있다. 유효 포착 면적은 전체 사이즈 요구조건에 관련하여, 가능한한 크게 되어야 한다. 일반적인 센서 코일 형상은 원통형이지만, 다른 형상도 사용될 수 있다. 예를 들어, 통(barrel)-형상의 코일은 동일한 직경의 원통형 코일보다 더많은 감김수를 가질 수 있다.The sensor 26 may consist of a single coil, but more generally has two or more and even three or more sensor coils 36 wound on a core made of a hollow core or certain material. The coils 36 have axes perpendicular to one another, one of which is conveniently aligned with respect to the longitudinal axis of the catheter 24. The coils 36 may be interconnected as shown in the inset of FIG. 1, or closely spaced along the longitudinal axis of the catheter 24 to reduce the sensor 26 diameter. In many aspects of the invention, a quantitative measure of the position and orientation of the distal segment 28 relative to the reference frame is required. This fixed frame of reference requires two or more non-overlapping transmitters 16 to generate two or more distinguishable AC magnetic fields received by the sensor 26. In order to measure the magnetic field flux due to distinguishable magnetic fields, there must be at least two non-parallel coils 36 in the sensor 26. In order to measure the six position and orientation coordinates (X, Y, Z direction, pitching, yawing and rolling orientation) of the distal segment 28, at least two coils 36 and three transmitters 16 are positioned and It is preferably present in the mapping subsystem 14. Three coils are typically used to improve the accuracy and reliability of the position measurement. In other applications where fewer location and orientation coordinates are required, only one coil may be needed for sensor 26. Certain features and functions of a single axis positioning system having only one coil are described in co-transferred US Pat. No. 6,484,118, which is incorporated herein by reference. In one embodiment, the coil 36 is wound 800 times with a diameter of 16 μm (micrometer) with an internal diameter of 0.5 mm so that the overall coil diameter is 1 to 1.2 mm. The effective capture area of each coil is typically about 400 mm 2 . It will be appreciated that these dimensions can vary over a significant range. In particular, the size of the coils 36 may be as small as 0.3 mm (with some loss of sensitivity) and may exceed 2 mm. The wire size of the coils 36 may range from 10 to 31 μm, and the number of turns may vary between 300 and 2600 depending on the maximum allowable size and wire diameter. The effective capture area should be as large as possible, relative to the overall size requirements. Typical sensor coil shapes are cylindrical, but other shapes may be used. For example, barrel-shaped coils may have more turns than cylindrical coils of the same diameter.

도선(34)은 요구되는 위치 및 배향 정보를 생성하기 위해 처리하도록 센서(26)에 의해 검출된 신호를 제어 유닛(18)으로 전달한다. 도선(34)은 간섭(pick-up)을 줄이기 위해 꼬임 쌍선(twisted pairs)일 수 있고, 나아가 전기적으로 차폐될 수 있다.Conductor 34 delivers the signal detected by sensor 26 to control unit 18 for processing to generate the required position and orientation information. Conductor 34 may be twisted pairs to reduce pick-up and may further be electrically shielded.

센서(26)는 말단 세그먼트(28)가 그 작동 위치에 있는지 판정하는데 만이 아니라, 예를 들어 이완(diastole) 중에 심장(32)이 움직이지 않을 때를 판정하는데에도 유용하다. 다르게는, 센서(26)가 카테터(24)로부터 생략되고, 말단 세그먼트(28)의 위치가 당업계에 공지된 다른 감지 또는 촬상(imaging) 수단을 사용하여 측정될 수 있다. 이러한 경우에, 이러한 촬상 수단에서 불필요한 위치결정 및 지도화 서브시스템(14)의 다른 구성요소도 생략될 수 있다. The sensor 26 is useful not only for determining whether the distal segment 28 is in its operating position, but also for determining when the heart 32 is not moving, for example, during relaxation. Alternatively, the sensor 26 may be omitted from the catheter 24 and the position of the distal segment 28 may be measured using other sensing or imaging means known in the art. In such a case, other components of the positioning and mapping subsystem 14 which are unnecessary in this imaging means may also be omitted.

콘솔(38; console)은 의사(40) 또는 다른 사용자가 카테터(24)의 기능들을 관찰 및 조절할 수 있게 한다. 콘솔(38)은 컴퓨터, 키보드, 디스플레이를 포함한다. 콘솔(38)은 카테터(24) 및 제어 유닛(18)을 제어하고 및 작동시키고, 특히 데이터 수집을 시작 및 종료시키기 위해 제어 회로들을 또한 포함한다. Console 38 allows physician 40 or another user to observe and adjust the functions of catheter 24. The console 38 includes a computer, a keyboard, and a display. The console 38 also includes control circuits to control and operate the catheter 24 and the control unit 18, in particular to start and end data collection.

제어 유닛(18)의 신호 처리기는 센서(26)와 모니터링 전극(30)에 의해 생성된 신호들을 포함하는, 카테터(24)로부터 수신된 다양한 신호들을 수신, 증폭, 필터링, 및 디지털화하는 회로들을 갖는다. 또한, 신호 처리기의 회로들은 센서(26)와 모니터링 전극(30)에 의해 생성된 신호들로부터 심장(32) 부분의 전기적 특성들 및 말단 세그먼트(28)의 위치 및 배향을 연산한다. 또한, 신호 처리기의 회로들은 신체 표면의 심전도 신호들을 처리할 수 있다. 신호 처리기의 회로에 의해 생성된 디지털화된 신호들은 심장(32)의 일부, 예를 들어 심장 중격(44; interatrial septum)의 심실 벽(42)의 전기 또는 전자역학적(electrical or electromechanical) 지도의 재구성 및 가시화를 위해 콘솔(38)의 컴퓨터에 의해 수신된다.The signal processor of the control unit 18 has circuits for receiving, amplifying, filtering, and digitizing various signals received from the catheter 24, including signals generated by the sensor 26 and the monitoring electrode 30. . The circuits of the signal processor also calculate the electrical characteristics of the heart 32 portion and the position and orientation of the distal segment 28 from the signals generated by the sensor 26 and the monitoring electrode 30. In addition, the circuits of the signal processor may process ECG signals on the body surface. Digitized signals generated by the circuitry of the signal processor may be used to reconstruct an electrical or electromechanical map of a portion of the heart 32, for example the ventricular wall 42 of the interatrial septum 44. Received by the computer of console 38 for visualization.

이제 도 2를 참조하면, 이는 카테터(24; 도 1)의 말단 세그먼트(28)의 확대 개략도이다. 절제 시술을 수행하기 위해, 전형적으로, 카테터(24)에 의해 목표 조직(12) 부근의 환자의 심장 위치로 팽창가능한 풍선(46)에 의해 스텐트(20)가 운반된다. 구조적으로, 스텐트(20)는 코일(48)을 포함하고, 이는 링 구조물(50)에 포함되거나 또는 부착된다. 코일은 특징적인 공진 주파수를 갖고, 이는 후술하는 바와 같이 절제 과정에서 사용된다. 링 구조물(50)은 코일(48)을 구조적으로 지지해주고, 유전체 특성을 가질 수 있다. 풍선(46)은 팽창된 상태로 도시되어 있다. 그러나, 삽입 절차 중에, 이는 전형적으로 적어도 부분적으로 수축되어 있다. 스텐트(20)는 폐정맥(22; 도 1)의 내벽에 대해 스텐트(20)를 밀기 위해 풍선(46)을 팽창시켜 그 작동 장소에서 제 위치에 고정될 수 있다. 부가적으로 또는 다르게는, 코일(48)의 저항에 의한 가열이 사용되어 폐정맥(22) 내에서의 스텐트(20)의 팽창을 제어할 수 있다. 그 다음에, 카테터(24)를 회수하기 위해, 풍선(46)은 다시 수축되고, 이 때 이는 스텐트(20)로부터 분리되고, 스텐트(20)는 폐정맥(22)에 부착된 채 남겨진다.Referring now to FIG. 2, this is an enlarged schematic view of the distal segment 28 of the catheter 24 (FIG. 1). To perform an ablation procedure, the stent 20 is typically carried by the inflatable balloon 46 by the catheter 24 to the patient's heart position near the target tissue 12. Structurally, stent 20 includes a coil 48, which is included or attached to ring structure 50. The coil has a characteristic resonant frequency, which is used in the ablation process as described below. The ring structure 50 structurally supports the coil 48 and may have a dielectric property. Balloon 46 is shown in an inflated state. However, during the insertion procedure, it is typically at least partially contracted. Stent 20 may be inflated in place at its place of operation by inflating balloon 46 to push stent 20 against the inner wall of pulmonary vein 22 (FIG. 1). Additionally or alternatively, heating by resistance of coil 48 may be used to control the expansion of stent 20 within pulmonary vein 22. Then, to retrieve the catheter 24, the balloon 46 is retracted, at which time it is detached from the stent 20 and the stent 20 remains attached to the pulmonary vein 22.

다르게는, 스텐트(20)는 탄성 재료, 즉 니티롤(nitirol)과 같은 초탄성 재료를 포함할 수 있고, 이는 심장(32)으로 삽입 중에 압축된 상태로 카테터(24)에 의해 유지되어 있다. 폐정맥(22) 내와 같은 스텐트(20)가 전개되는 작동 장소에 카테터(24)의 말단 세그먼트(28)가 도달하면, 카테터(24)는 스텐트(20)를 해제한다. 스텐트 재료의 탄성 특성들은 스텐트(20)가 외측으로 팽창하게 하여, 스텐트(20)를 폐정맥(22)의 내벽에 대해 고정한다.Alternatively, stent 20 may comprise an elastic material, ie a superelastic material, such as nitirol, which is held by catheter 24 in a compressed state during insertion into heart 32. When the distal segment 28 of the catheter 24 reaches the operating site where the stent 20 is deployed, such as in the pulmonary vein 22, the catheter 24 releases the stent 20. The elastic properties of the stent material cause the stent 20 to expand outwardly to secure the stent 20 against the inner wall of the pulmonary vein 22.

도 1을 다시 참조하면, 전형적으로, 스텐트(20)가 폐정맥의 소공에, 또는 소공내에, 또는 소공 근처의 폐정 맥 내에 위치된다. 몇몇 응용예에서, 스텐트(20)가 여러 폐정맥들에, 또는 모든 폐정맥들에 배치될 필요가 있을 수 있다. 혈관 내 카테터의 배치와 고정 풍선 상의 스텐트의 전달은 본원에 참고문헌으로서 포함되고 공동-양도된 발명의 명칭이 "고주파 폐정맥 절연"인 미국 출원 제 10/062,698호에 설명되어 있다. 심장 카테터 삽입 기술은 당업계에 공지되어 있으므로, 추가적인 설명은 간략함을 위해 생략한다.Referring again to FIG. 1, the stent 20 is typically positioned in the pores of the pulmonary veins, or in or near the vesicles. In some applications, stent 20 may need to be placed in several pulmonary veins, or in all pulmonary veins. Placement of the vascular catheter and delivery of the stent on the anchoring balloon are described in US Application No. 10 / 062,698, incorporated herein by reference and entitled “High Frequency Pulmonary Vein Isolation”. Since cardiac catheterization techniques are known in the art, further explanations are omitted for simplicity.

스텐트(20)가 삽입된 후, 일반적으로 카테터(24)는 스텐트를 그 위치에 남겨둔 채 목표 조직(12) 부근으로부터 회수된다. 일반적으로, 카테터(24)는 모니터링 전극(30)을 사용하여 절제 과정을 모니터링하기 위해 좌심방에 남겨진다. 그 다음에, 제어 유닛(18)이 송신기(16)들을 구동하여 스텐트(20)의 공진 주파수(fr)에서 전자기장을 생성한다. 13.56 MHz의 주파수에서 50 와트(watt)의 송신기(16)들로부터의 전력 출력(power output)이 적당하다. 스텐트(20)는 이러한 전자기장을 겪게 되고, 공진 주파수(fr)에서 전자기적 에너지를 재-방사한다. 목표 조직(12)은 재-방사된 고주파 에너지를 흡수하여, 목표 조직(12)의 온도를 약 50℃로 상승시키며, 이는 목표 조직(12)을 제거하고 비전도성 상처들을 만들어, 전도 차단을 형성한다. 다르게는 또는 부가적으로, 스텐트(20) 자체의 온도가 송신기(16)들의 전자기장에 반응하여 증가하며, 이는 스텐트(20)로부터 목표 조직(12)으로의 열의 직접적인 전도에 의한 절제를 이룬다.After the stent 20 is inserted, the catheter 24 is typically withdrawn from near the target tissue 12 leaving the stent in place. In general, the catheter 24 is left in the left atrium to monitor the ablation process using the monitoring electrode 30. The control unit 18 then drives the transmitters 16 to generate an electromagnetic field at the resonant frequency f r of the stent 20. Power output from 50 watt transmitters 16 at a frequency of 13.56 MHz is suitable. Stent 20 is subjected to this electromagnetic field and re-radiates electromagnetic energy at resonant frequency f r . The target tissue 12 absorbs the re-radiated high frequency energy, raising the temperature of the target tissue 12 to about 50 ° C., which removes the target tissue 12 and makes nonconductive wounds, forming a conductive barrier. do. Alternatively or additionally, the temperature of the stent 20 itself increases in response to the electromagnetic fields of the transmitters 16, which results in ablation by direct conduction of heat from the stent 20 to the target tissue 12.

전형적으로, 절제에 의해 만들어지는 상처는 폐정맥과 스텐트의 접촉 장소에서 또는 그 부근에서 폐정맥 둘레에 하나 이상의 원주방향의 전도 차단을 형성한다. 한 응용예에서, 부정맥이 폐정맥의 확인된 위치로부터 발생되면, 원주방향 전도 차단이 부정맥을 유발하는 근원을 포함하는 벽 조직의 경로를 따라 형성되어 원천(source)을 제거하거나, 또는 근원과 좌심방 간에 차단이 형성되어 원하지 않는 신호의 전달을 방지한다.Typically, wounds made by excision form one or more circumferential conduction barriers around the pulmonary vein at or near the point of contact of the pulmonary vein with the stent. In one application, if the arrhythmias originate from the identified location of the pulmonary vein, a circumferential conduction block is formed along the path of the wall tissue containing the source that causes the arrhythmia to remove the source, or between the source and the left atrium A blocking is formed to prevent the transmission of unwanted signals.

이제 도 3을 참조하면, 이는 본 발명의 공개된 실시예에 따라 구성 및 작동하는 스텐트(20; 도 1)의 전기적 특성들을 나타내는 확대된 개략도이다. 스텐트(20)는 코일(48)과 축전기(52)를 포함하고, 축전기는 코일(48)에 전기적으로 접속되어 있다. 코일(48)은 탄성과 형상 기억을 갖는 니티놀과 같은 저항성 금속으로 이루어질 수 있다. 코일(48)은 전형적으로 약 15회 감겨 있다. 그 기하학적 형상 때문에, 코일(48)은 유도기로서 작용한다. 코일(48)의 리액턴스(reactance)를 선택하는데 있어서, 효율적인 전력 전달을 보장하는 고 품질 요인(Q)의 바람직함과, 스텐트 회로에 형성되기 원하는 저항 열 간에 타협점이 요구된다. 이러한 타협점은 이러한 회로들의 동작을 지배하는 기본적인 물리법칙을 고려할 때 당업자에게 명백할 것이다.Referring now to FIG. 3, this is an enlarged schematic diagram showing the electrical characteristics of the stent 20 (FIG. 1) constructed and operating in accordance with the disclosed embodiment of the present invention. The stent 20 includes a coil 48 and a capacitor 52, which are electrically connected to the coil 48. The coil 48 may be made of a resistive metal such as nitinol having elasticity and shape memory. Coil 48 is typically wound about 15 times. Because of its geometry, the coil 48 acts as an inductor. In selecting the reactance of the coil 48, a compromise is needed between the desirability of the high quality factor Q, which ensures efficient power delivery, and the resistance train desired to be formed in the stent circuit. This compromise will be apparent to those skilled in the art given the fundamental laws of physics that govern the operation of these circuits.

바람직하게는, 스텐트(20)는 정확한 공진 주파수를 판정하기 위해 제조시에 교정되며, 이는 유도기, 축전기 모두의 제조 편차와 스텐트의 정확한 기하학적 형상에 따라 변할 수 있다. 그러나, 스텐트(20)가 그 작동 위치에 있을 때의 정확한 공진 주파수를 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 딥 미터(dip meter)를 사용하여 자기유도적으로 이루어질 수 있다. Preferably, the stent 20 is calibrated at manufacture to determine the correct resonant frequency, which may vary depending on the manufacturing variation of both the inductor and capacitor and the exact geometry of the stent. However, it may be desirable to measure the exact resonant frequency when the stent 20 is in its operating position. This can be done magnetically using a dip meter.

몇몇 실시예들에서, 코일(48)을 포함하는 스텐트(20)는 생물분해성 재료, 예를 들어, 중합체 폴리락타이드(polylactide)와 트리메틸렌 탄산염 중합체로 이루어질 수 있다. 삽입 후에, 스텐트(20)는 그 탄성과 형상 기억으로 인해 폐정맥의 내측(inner lining)과 원주방향으로 견고하게 결합된 상태를 유지한다. 이들 실시예에서, 스텐트(20)는 이후의 절제 시술에서 원 위치를 유지하고, 결국 재흡수된다. 손상되지 않은 상태를 유지하면서, 반복적인 절제 시술이 필요한 경우에, 스텐트(20)는 계속 송신기(16)들로부터의 고주파 에너지의 재-방사기로서 기능할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 폐정맥 내에 스텐트(20)가 계속 있으면, 폐정맥의 협착(stenosis)과 구축(contracture)의 위험을 감소시키는 부가적인 이익을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 그 위치에 남아 있는 것 외에, 상기 제 10/062,698호에 공개된 바와 같이, 다른 원하는 치료제를 전달하거나 또는 스텐트(20)가 약(drug)으로 코팅되고, 이는 혈관의 협착을 예방하기 위해 국지적으로 작용한다. In some embodiments, the stent 20 comprising the coil 48 may be made of a biodegradable material, such as polymer polylactide and trimethylene carbonate polymer. After insertion, the stent 20 remains firmly circumferentially coupled to the inner lining of the pulmonary vein due to its elasticity and shape memory. In these embodiments, the stent 20 retains its original position in subsequent ablation procedures and eventually reabsorbs. Stent 20 can continue to function as a re-radiator of high frequency energy from transmitters 16, in the event that a repetitive ablation procedure is needed while remaining intact. In such embodiments, the continued stent 20 in the pulmonary vein may have the added benefit of reducing the risk of stenosis and contracture of the pulmonary vein. In another embodiment, in addition to remaining in that position, as disclosed in 10 / 062,698, the delivery of another desired therapeutic agent or stent 20 is coated with a drug, which is a narrowing of the blood vessels. Acts locally to prevent

비록 축전기(52)가 개별적인 구성요소로서 도 3에 도시되어 있으나, 스텐트 자체의 재료의 고유한 정전용량(capacitance)이 스텐트(20)의 공진 주파수를 측정하는데 있어 중요하다. 몇몇 응용예에서, 이러한 고유한 정전용량이 원하는 공진을 주는데 충분하고, 이 경우에 별개의 축전기는 필요하지 않다.Although the capacitor 52 is shown in FIG. 3 as a separate component, the inherent capacitance of the material of the stent itself is important for measuring the resonant frequency of the stent 20. In some applications, this inherent capacitance is sufficient to give the desired resonance, in which case no separate capacitor is needed.

이제 도 5를 참조하면, 이는 병렬 LC 공진 회로(54)의 개략적인 전기 회로도이다. 회로(54)는 스텐트(20; 도 3)의 등가 회로이다. 회로(54)는 이를 가로질러 연결된 축전기(58)와 유도기(56)를 포함하고, 그 값들은 회로(54)의 공진 주파수(fr)가 송신기(16)들에 의해 인가되는 고주파 전자기장의 주파수에 대응하도록 선택된다. 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같은 단일 축전기를 갖는 본 발명의 실시예들에서, 공진 주파수(fr)는 하기의 수학식 1에 의해 주어진다.Referring now to FIG. 5, this is a schematic electrical circuit diagram of a parallel LC resonant circuit 54. Circuit 54 is an equivalent circuit of stent 20 (FIG. 3). The circuit 54 comprises a capacitor 58 and an inductor 56 connected across it, the values of which are the frequencies of the high frequency electromagnetic field to which the resonant frequency f r of the circuit 54 is applied by the transmitters 16. Is selected to correspond to. In embodiments of the invention with a single capacitor as shown in FIGS. 3 and 5, the resonant frequency f r is given by Equation 1 below.

여기서, L은 유도기(56)의 인덕턴스(inductance)이고, C는 축전기(58)의 정전용량이다. Where L is the inductance of inductor 56 and C is the capacitance of capacitor 58.

임상학적으로 관련한 임의의 주파수들 또는 고조파(harmonic)들에 상응하지 않는 공진 주파수, 즉 13.56 MHz가 사용되어야 한다. 예를 들어, 축전기(58)가 60 pF의 정전용량(C)을 갖고, 유도기(56)가 2.30 μH의 인덕턴스(L)를 가지면, 13.56 MHz의 공진 주파수(fr)가 얻어진다. 유도기(56)는 13.56 MHz에서 적어도 100 이상의 품질 인수의 특징을 갖도록 설계 및 제조된다.A resonant frequency, 13.56 MHz, which does not correspond to any frequencies or harmonics of clinical relevance should be used. For example, if the capacitor 58 has a capacitance C of 60 pF and the inductor 56 has an inductance L of 2.30 μH, a resonance frequency f r of 13.56 MHz is obtained. Inductor 56 is designed and manufactured to have a quality factor of at least 100 or greater at 13.56 MHz.

도 4를 참조하면, 이는 본 발명의 다른 실시예에 따라 구성 및 작동하는 스텐트 회로(60)를 개략적으로 예시한다. 스텐트 회로(60)의 공진 주파수는 송신기의 출력과 일치하도록 선택될 수 있다. 스텐트 회로(60)는 시스템(10)에서 스텐트(20; 도 1)로서 사용될 수 있다. 스텐트 회로(60)는 니티놀 또는 니켈-크롬 합금과 같은 저항성 합금으로 이루어진 와이어로 이루어진 하나 이상의 루프선(loop)을 포함한다. 제어 칩(64)이 스텐트 회로(60)에 포함되고, 이를 통해 흐르는 전류에 반응한다. 제어 칩(64)은 스위치(71)가 축전기(66, 68, 70)들을 회로에 순차적으로 스위칭하도록 자동적으로 작동시키고, 송신기의 공진 주파수에 가장 근접한 공진 주파수가 되게 하는 축전기를 회로에 고정한다. 이러한 실시예는 스텐트의 공진 주파수를 적응가능하게 변화시키는 장점을 가지며, 이는 폐정맥에 이식 중에 스텐트의 사이즈 및/또는 형상이 조정되어야 하는 경우, 예를 들어 풍선을 사용하여 스텐트를 팽창하는 경우에 유용하다. 이러한 사이즈 변화는 코일의 인덕턴스를 변화시키므로, 회로의 공진 주파수에 영향을 미치고, 이는 적절한 축전기를 선택하여 조정될 수 있다. 축전기의 선택에 의한 공진 주파수 조정 가능성은 하나 이상의 스텐트가 이식되고 동일한 환자 내에서 선택적으로 여기될 필요가 있을 때에도 유용하다. 그 다음에, 송신기는 스텐트가 필요로 하는 작동 주파수에 맞춰질 수 있다. Referring to FIG. 4, this schematically illustrates a stent circuit 60 that is constructed and operated in accordance with another embodiment of the present invention. The resonant frequency of the stent circuit 60 may be selected to match the output of the transmitter. Stent circuit 60 may be used as stent 20 (FIG. 1) in system 10. Stent circuit 60 includes one or more loops of wire made of a resistive alloy such as nitinol or a nickel-chromium alloy. The control chip 64 is included in the stent circuit 60 and reacts to the current flowing through the stent circuit 60. The control chip 64 automatically operates the switch 71 to sequentially switch capacitors 66, 68, and 70 into the circuit, and locks the capacitor to the circuit such that the resonance frequency is closest to the resonant frequency of the transmitter. This embodiment has the advantage of adaptively changing the resonant frequency of the stent, which is useful when the size and / or shape of the stent must be adjusted during implantation into the pulmonary vein, for example when inflating the stent using a balloon. Do. This change in size changes the inductance of the coil and thus affects the resonant frequency of the circuit, which can be adjusted by selecting the appropriate capacitor. The possibility of adjusting the resonant frequency by the choice of capacitor is also useful when more than one stent is implanted and needs to be selectively excited within the same patient. The transmitter can then be tuned to the operating frequency required by the stent.

작동work

이제 도 6을 참조하면, 이는 본 발명의 공개된 실시예에 따라 폐정맥을 전기적으로 절연하는 방법을 예시한다. 절차는 초기 단계(72)에서 시작하며, 여기서 심장의 카테터 삽입이 이루어진다. 공진 스텐트는 혈관내 카테터에 제거가능하게 부착되어 있다. 정맥계(venous system)는 공지된 셀딩어(Seldinger) 기술을 사용하여 액세스될 수 있고, 여기서 도입기 외피(introducer sheath)가 말초 정맥(peripheral vein), 전형적으로 넙다리 정맥(femoral vein) 내에 위치된다. 안내 외피가 도입 외피를 통해 도입되고, 하행 대정맥(inferior vena cava)을 통해 우심방으로 전진한다. 그 다음에, 브로켄브로우(Brockenbrough) 바늘을 사용하여, 심장 중격의 난원와(fossa ovalis; 타원오목)가 뚫리고, 필요하면 이 뚫린 곳은 확장된다. 브로켄브로우 바늘이 회수되고, 안내 외피가 좌심방 내에 배치된다. 다르게는, 당업계에 공지된 다른 방법이 후술하는 바와 같이 안내 외피 및 안내 와이어의 보조를 받아 또는 보조 없이, 좌심방을 액세스하는데 사용될 수 있다.Referring now to FIG. 6, this illustrates a method of electrically insulating a pulmonary vein in accordance with a disclosed embodiment of the present invention. The procedure begins at an early stage 72 where a catheter insertion of the heart takes place. The resonant stent is removably attached to the intravascular catheter. The venous system can be accessed using known Seldinger technology, where the introducer sheath is located in the peripheral vein, typically the femoral vein. The intraocular sheath is introduced through the introductory sheath and advanced through the inferior vena cava to the right atrium. Then, using a Brockenbrough needle, the fossa ovalis of the septum of the heart is pierced, which is expanded if necessary. The Brockenbrow needle is retrieved and the intraocular envelope is placed in the left atrium. Alternatively, other methods known in the art can be used to access the left atrium, with or without assistance of the guide sheath and the guide wire, as described below.

다음에, 단계(74)에서, 폐정맥이 선택되고, 안내 와이어가 안내 외피를 통해, 좌심실을 통해 선택된 폐정맥으로 전진한다. 특정한 폐정맥들이 방문되고 치료되는 순서는 임의적이지만, 근육 슬리브(muscular sleeve)가 하측 폐정맥에서보다 더 뚜렷한, 두 개의 상측 폐정맥에 먼저 집중하는 것이 바람직할 수 있다. 이후에, 하측 폐정맥들이 절연될 수 있다. 전형적으로, 절제 시술은 모두 네 개의 폐정맥을 절연하는 것을 포함한다.Next, in step 74, the pulmonary vein is selected and the guide wire is advanced through the intraocular envelope and through the left ventricle to the selected pulmonary vein. The order in which specific pulmonary veins are visited and treated is arbitrary, but it may be desirable to focus first on the two upper pulmonary veins, where the muscular sleeve is more pronounced than in the lower pulmonary vein. Thereafter, the lower pulmonary veins may be insulated. Typically, an ablation procedure involves isolating all four pulmonary veins.

다음에, 단계(76)에서, 안내 외피가 회수되고, 절제 카테터가 카테터의 안내와이어 관강(guidewire lumen)을 사용하여, 안내 와이어 상에서 미끄러지는 것이 가능하게 따라간다. 카테터는 좌심방으로 전진한다. 심장 내에서 카테터를 조작하는 동안, 그 위치는 미국 특허 제 5,840,025호에 공개된 바와 같은 위치 결정 및 지도화 시스템에 의해, 또는 다르게는 종래의 영상 기법에 의해 모니터링될 수 있다. 배치 중에, 카테터의 고정 풍선은 수축된 상태를 유지하고, 스텐트는 고정 풍선의 외벽 둘레에 방사방향으로 접혀있다. 접혀있는 스텐트의 직경은 폐정맥의 직경보다 작아, 스텐트가 정맥의 관강 내에서 움직일 수 있다. 스텐트는 선택된 폐정맥의 소공에 또는 소공 내에 위치한다. 스텐트는 방사방향으로 팽창하여 목표 조직이 위치하는 폐정맥의 내층의 주변 영역과 결합하게 된다.Next, at step 76, the guide sheath is recovered and the ablation catheter is able to slide on the guide wire, using the catheter's guidewire lumen. The catheter advances to the left atrium. While manipulating the catheter in the heart, its location can be monitored by a positioning and mapping system as disclosed in US Pat. No. 5,840,025, or alternatively by conventional imaging techniques. During deployment, the catheter's stationary balloon remains in a contracted state and the stent is radially folded around the outer wall of the stationary balloon. The diameter of the folded stent is smaller than the diameter of the pulmonary vein, allowing the stent to move within the lumen of the vein. The stent is located in or in the pores of the selected pulmonary vein. The stent expands radially to engage the surrounding area of the inner layer of the pulmonary vein where the target tissue is located.

스텐트의 팽창은 풍선의 팽창에 의해 이루어지며, 이는 스텐트를 폐정맥의 내벽을 향해 방사방향 외측으로 민다. 몇몇 실시예에서, 코일을 저항에 의해 가열하여 스텐트가 팽창하게 하는데 코일 합금의 형상 기억이 사용되거나, 또는 코일이 충분한 탄성을 가져 카테터로부터 해제될 때 자발적으로 팽창하게 할 수 있다. 방사방향으로 팽창된 스텐트는 그 소공 부근의 폐정맥의 원주방향 둘레에서 연장하는 연속적인 선으로 폐정맥과 결합하여 스텐트의 주축이 폐정맥과 실질적으로 동축관계로 정렬된다. 그 영역에서의 울혈(stasis of blood)의 최소화를 위해, 특히 스텐트의 저항에 의한 가열이 큰 효과를 갖는 실시예에서, 카테터 포트를 통한 영역의 관류(perfusion)도 사용될 수 있다. 선택적으로 지지하고자 하지 않는 경우에는, 코일은 팽창되지 않는다.The expansion of the stent is accomplished by the expansion of the balloon, which pushes the stent radially outward toward the inner wall of the pulmonary vein. In some embodiments, the shape memory of the coil alloy is used to heat the coil by resistance to cause the stent to expand, or to spontaneously expand when the coil has sufficient elasticity to release from the catheter. The radially inflated stent engages the pulmonary vein in a continuous line extending around the circumferential circumference of the pulmonary vein near its pores so that the main axis of the stent is substantially coaxial with the pulmonary vein. Perfusion of the area through the catheter port may also be used for minimizing stasis of blood in that area, particularly in embodiments where heating by the stent's resistance has a great effect. If not selectively supported, the coil does not expand.

다음에, 단계(78)에서, 일단 코일의 위치가 확정되면, 카테터는 회수된다. 스텐트가 풍선 상에 운반된 경우에, 풍선이 수축된다. 카테터는 좌심방 내에 재배치되어 그 모니터링 전극들로부터의 신호들이 조작자에게 절제의 진행정도를 알려줄 수 있다. 지지할 필요가 없는 경우에는, 카테터는 회수되지 않는다.Next, in step 78, once the coil is positioned, the catheter is withdrawn. If the stent is carried on the balloon, the balloon is retracted. The catheter can be rearranged in the left atrium so that signals from its monitoring electrodes can inform the operator of the progress of ablation. If there is no need for support, the catheter is not recovered.

다음에, 단계(80)에서, 외측의 고주파 송신기가 여기되고, 고주파 에너지가 송신기로부터 스텐트에 전달된다. 송신기의 주파수에서 공진되는 스텐트는 고주파 에너지를 재-방사한다. 스텐트로부터 폐정맥으로의 고주파 에너지 전달은 한 번에 비교적 짧게 이루어진다. 외부의 고주파 제너레이터는 재방사된 고주파 에너지가 목표 조직을 약 50℃로 가열하도록 구성된다. 에너지를 가하는 것은 연속적인 전기생리학적 모니터링에 따라 제어될 수 있고, 전도 차단이 절제선에 걸쳐 확인될 때 종결점에 도달된다. 다르게는, 종결점은 목표 조직으로의 예정된 양의 에너지의 전달이거나, 또는 시간 구간의 만료일 수 있다. 스텐트는 일반적으로 이후의 시술에서 그 위치에 남겨진다. 선택적으로 이는 제거될 수도 있다.Next, in step 80, the outer high frequency transmitter is excited and high frequency energy is transferred from the transmitter to the stent. A stent that resonates at the frequency of the transmitter re-radiates high frequency energy. High frequency energy transfer from the stent to the pulmonary veins is relatively short at a time. The external high frequency generator is configured such that the reradiated high frequency energy heats the target tissue to about 50 ° C. The application of energy can be controlled according to continuous electrophysiological monitoring and the end point is reached when conduction cutoff is identified across the ablation line. Alternatively, the endpoint may be the delivery of a predetermined amount of energy to the target tissue, or the expiration of a time period. The stent is usually left in place for subsequent procedures. Optionally it may be removed.

제어는 이제 판정 단계(82)로 진행하며, 여기서 치료될 더 많은 폐정맥 소공이 남아있는지 판정된다. 판정 단계(82)에서의 판정이 긍정이면, 제어는 단계(74)로 돌아간다. 이후에 단계(74 내지 80)들이 반복되고, 다른 폐정맥에 영향을 미치지 않고 각각의 폐정맥으로의 에너지 전달을 개별화시키기 위해, 상이한 폐정맥들에 배치된 각각의 스텐트가 상이한 주파수를 갖는 것이 바람직하다. 다르게는, 여러 개의 스텐트에 대해 하나의 공진 주파수만이 사용되는 경우에, 단계(80)는 이전에 절제된 영역들의 재가열을 막기 위해 모든 폐정맥들의 스텐트 삽입이 완료될 때까지 지연되어야 한다. Control now passes to decision step 82, where it is determined whether there are more pulmonary veins remaining to be treated. If the determination at decision step 82 is affirmative, control returns to step 74. Thereafter, steps 74 to 80 are repeated, and in order to individualize energy transfer to each pulmonary vein without affecting other pulmonary veins, it is preferred that each stent placed in different pulmonary veins have a different frequency. Alternatively, if only one resonant frequency is used for several stents, step 80 should be delayed until the stent insertion of all lung veins is complete to prevent reheating of previously ablation regions.

판정 단계(82)에서의 판정이 부정이면, 과정은 최종 단계(84)에서 종료한다.If the determination at decision step 82 is negative, the process ends at final step 84.

당업자에게는 본 발명이 위에 특정적으로 도시 및 설명된 것에 제한되지 않음이 이해될 것이다. 오히려 본 발명의 범위는 위에 설명한 다양한 특징들의 조합 및 하위 조합들 및, 앞서의 설명을 당업자가 읽어 떠오를 수 있는 종래기술에 없는 수정 및 변경 모두를 포함한다. It will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to those specifically shown and described above. Rather, the scope of the present invention includes all combinations and subcombinations of the various features described above, as well as modifications and variations which are not in the prior art to which those skilled in the art will be able to read.

본 발명은 폐정맥 소공 주변에 원주방향 전도 차단을 이루어 폐정맥을 전기적으로 절연시키는 개선된 장치 및 방법을 제공한다. The present invention provides an improved apparatus and method for electrically insulating the pulmonary vein by making a circumferential conduction block around the pulmonary vein cavities.

도 1은 본 발명의 공개된 실시예에 따라 구성 및 작동하는 절제(ablation) 시스템의 개략도.1 is a schematic diagram of an ablation system constructed and operative in accordance with a disclosed embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 절제 시스템에 사용되는 카테터의 말단 세그먼트의 확대 개략도.FIG. 2 is an enlarged schematic view of the distal segment of the catheter used in the ablation system shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 본 발명의 공개된 실시예에 따라 도 1의 시스템에 사용되는 전자기장에 대해 공진 반응하는 스텐트의 확대 개략도.3 is an enlarged schematic view of a stent that resonates with respect to the electromagnetic field used in the system of FIG. 1 in accordance with a disclosed embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 구성 및 작동하는 자동 교정(calibration) 회로를 갖는 스텐트 회로의 개략도.4 is a schematic diagram of a stent circuit having an automatic calibration circuit constructed and operative in accordance with another embodiment of the present invention.

도 5는 도 3에 도시된 스텐트의 등가회로의 개략 회로도.5 is a schematic circuit diagram of an equivalent circuit of the stent shown in FIG.

도 6은 본 발명의 공개된 실시예에 따른 폐정맥의 전기적 절연 방법을 예시하는 순서도.6 is a flow chart illustrating a method of electrical isolation of pulmonary veins in accordance with a disclosed embodiment of the present invention.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of symbols about main part of drawing ※

10: 절제 시스템 12: 목표 조직10: Ablation System 12: Target Organization

14: 위치 결정 및 지도화 서브 시스템14: Positioning and Mapping Subsystem

16: 고주파(RF) 송신기 18: 제어 유닛16: high frequency (RF) transmitter 18: control unit

20: 스텐트 22: 폐정맥20: stent 22: pulmonary vein

24: 심장 카테터 26: 센서24: cardiac catheter 26: sensor

28: 말단 세그먼트 30: 모니터링 전극28 terminal segment 30 monitoring electrode

Claims (24)

폐정맥의 소공(ostium) 부근의 폐정맥 내의 작동 위치로 공진 주파수를 갖는 공진 회로를 도입하고;Introducing a resonant circuit having a resonant frequency into an operating position in the pulmonary vein near the ostium of the pulmonary vein; 상기 공진회로로부터 먼 장소에서 전자기장을 생성하는 단계들을 포함하고;Generating an electromagnetic field at a location remote from said resonant circuit; 상기 공진 회로는 상기 전자기장 내에 작동가능하게 포함되고, 상기 전자기장은 상기 공진 회로의 상기 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖고, 상기 전자기장은 상기 공진 회로가 전자기적 에너지를 재-방사하게 하여 상기 폐정맥의 벽 내의 목표 조직을 절제하는, 심실의 전기적 절연 방법.The resonant circuit is operably included within the electromagnetic field, the electromagnetic field having a frequency substantially the same as the resonant frequency of the resonant circuit, the electromagnetic field causing the resonant circuit to re-radiate electromagnetic energy to A method of electrical insulation of the ventricles that ablate the target tissue in the wall. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자기장을 생성하는 단계는 상기 목표 조직에서의 전도 차단(conduction block)이 확인될 때까지 수행되는, 심실의 전기적 절연 방법.Generating the electromagnetic field is performed until a conduction block in the target tissue is identified. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공진 회로는 스텐트에 포함되고, 상기 공진 회로의 도입 단계는 상기 스텐트와 상기 폐정맥 간의 원주방향 접촉 영역을 형성하기 위해 상기 폐정맥의 내벽과 상기 스텐트를 원주방향으로 결합하는 것을 포함하고, 상기 스텐트의 주축은 상기 폐정맥과 실질적으로 동축관계로 정렬되는, 심실의 전기적 절연 방법.The resonant circuit is included in the stent, wherein the step of introducing the resonant circuit includes circumferentially coupling the inner wall of the pulmonary vein and the stent to form a circumferential contact area between the stent and the pulmonary vein, Wherein the major axis is aligned substantially coaxially with the pulmonary vein. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 전자기장의 주파수에서 공진하도록 상기 스텐트를 자동적으로 교정하는 단계를 추가로 포함하는, 심실의 전기적 절연 방법.And automatically calibrating the stent to resonate at the frequency of the electromagnetic field. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 스텐트를 원주방향으로 결합하는 단계는, 상기 스텐트를 방사방향으로 팽창시켜 수행되는, 심실의 전기적 절연 방법.Coupling the stent in the circumferential direction is performed by expanding the stent in a radial direction. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 스텐트는 형상 기억 합금으로 구성되는, 심실의 전기적 절연 방법.And said stent is comprised of a shape memory alloy. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 스텐트의 구조를 바꾸기 위해 상기 스텐트의 온도를 변화시키는 것을 추가로 포함하는, 심실의 전기적 절연 방법.Further comprising varying the temperature of the stent to alter the structure of the stent. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 온도를 변화시키는 단계를 수행하는 동안, 상기 스텐트는 상기 형상 기억에 반응하여 방사방향으로 팽창하는, 심실의 전기적 절연 방법.During the step of changing the temperature, the stent expands radially in response to the shape memory. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 스텐트는 생물분해성 재료로 구성되는, 심실의 전기적 절연 방법.And the stent is comprised of a biodegradable material. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 전자기장을 생성하는 상기 단계들을 수행한 후에 상기 작동 위치에 상기 스텐트를 남겨두고;Leaving the stent in the working position after performing the steps of generating an electromagnetic field; 이후에 전자기장을 생성하는 상기 단계들을 반복하는 단계들을 추가로 포함하는, 심실의 전기적 절연 방법.And subsequently repeating the above steps of generating an electromagnetic field. 폐정맥의 소공 부근의 폐정맥 내의 작동 위치로 도입하는 구성의 공진 주파수를 갖는 공진 회로를 포함하고, 상기 공진회로는 상기 공진 회로의 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 외부에서 생성된 전자기장에 반응하여 고주파 에너지를 재-방사하고, 상기 전자기장은 상기 공진 회로가 상기 고주파 에너지를 재방사하여 상기 폐정맥의 벽 내의 목표 조직을 절제하는, 심실의 전기적 절연 시스템.A resonant circuit having a resonant frequency configured to be introduced into an operating position in the closed vein near the pores of the pulmonary vein, the resonant circuit having a high frequency in response to an externally generated electromagnetic field having a frequency substantially the same as the resonant frequency of the resonant circuit; Re-radiating energy, wherein the electromagnetic field causes the resonant circuit to re-radiate the high frequency energy to ablate target tissue in the wall of the pulmonary vein. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 예정된 종결점에 도달하였는지 판정하기 위해 환자의 심장의 전기생리학적 특성들을 모니터링하는 센서를 추가로 포함하는, 심실의 전기적 절연 시스템.And a sensor for monitoring the electrophysiological characteristics of the patient's heart to determine if a predetermined endpoint has been reached. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 예정된 종결점은 상기 목표 조직에서의 전도 차단의 확인을 포함하는, 심실의 전기적 절연 시스템.The predetermined endpoint comprises confirmation of conduction interruption in the target tissue. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 스텐트와 상기 폐정맥 간의 원주방향 접촉 영역을 형성하기 위해 상기 폐정맥의 내벽과 원주방향으로 결합하는 치수를 갖는 스텐트를 추가로 포함하고, 상기 스텐트의 주축은 상기 폐정맥과 실질적으로 동축관계로 정렬되고, 상기 공진 회로는 상기 스텐트에 포함되는, 심실의 전기적 절연 시스템.And further comprising a stent having dimensions that circumferentially engage the inner wall of the pulmonary vein to form a circumferential contact area between the stent and the pulmonary vein, the major axis of the stent being substantially coaxially aligned with the pulmonary vein, The resonant circuit is included in the stent. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 공진 회로 내의 다수의 축전기와;A plurality of capacitors in the resonant circuit; 상기 전자기장의 주파수와 상기 공진 회로의 공진 주파수를 일치시키기 위해 상기 전자기장의 주파수에 반응하여 상기 축전기들 중의 하나를 자동적으로 선택하는 제어 회로를 추가로 포함하는, 심실의 전기적 절연 시스템.And a control circuit for automatically selecting one of the capacitors in response to the frequency of the electromagnetic field to match the frequency of the electromagnetic field with the resonant frequency of the resonant circuit. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 스텐트는 형상 기억 합금으로 구성되는, 심실의 전기적 절연 시스템.The stent is comprised of a shape memory alloy. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 스텐트는 생물분해성 재료로 구성되는, 심실의 전기적 절연 시스템.The stent is comprised of a biodegradable material. 폐정맥의 소공 부근의 환자의 폐정맥 내의 작동 위치로 도입되는 구성의 공진 주파수를 갖는 공진 회로와;A resonant circuit having a resonant frequency configured to be introduced into an operating position in a pulmonary vein of a patient near the pores of the pulmonary vein; 상기 폐정맥 내의 작동 위치로 상기 공진 회로를 운반하는 구성의 카테터와;A catheter configured to carry the resonant circuit to an operating position within the pulmonary vein; 상기 스텐트와 상기 폐정맥 간의 원주방향 접촉 영역을 형성하기 위해 상기 폐정맥의 내벽과 원주방향으로 결합하는 치수를 갖는 스텐트와;A stent having dimensions that circumferentially engage the inner wall of the pulmonary vein to form a circumferential contact area between the stent and the pulmonary vein; 상기 공진 회로의 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 형성하기 위해 상기 환자의 외측에 배치되는 제너레이터를 포함하고,A generator disposed outside of the patient to form an electromagnetic field having a frequency substantially the same as the resonant frequency of the resonant circuit, 상기 스텐트의 주축은 상기 폐정맥과 실질적으로 동축 관계로 정렬되고, 상기 공진 회로는 상기 스텐트에 포함되고;A major axis of the stent is aligned substantially coaxially with the pulmonary vein, and the resonant circuit is included in the stent; 상기 전자기장은 상기 공진 회로를 작동가능하게 포함하고, 상기 공진 회로가 전자기적 에너지를 재-방사하여 상기 폐정맥의 벽 내의 목표 조직을 절제하게 하는, 심실의 전기적 절연 시스템.The electromagnetic field operatively comprising the resonant circuit, the resonant circuit causing the re-radiating electromagnetic energy to ablate a target tissue in the wall of the pulmonary vein. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 예정된 종결점에 도달하였는지 판정하기 위해 상기 환자의 심장의 전기생리학적 특성들을 모니터링하는 센서를 추가로 포함하는, 심실의 전기적 절연 시스템.And a sensor for monitoring the electrophysiological characteristics of the patient's heart to determine if a predetermined endpoint has been reached. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 예정된 종결점은 상기 목표 조직에서의 전도 차단의 확인을 포함하는, 심실의 전기적 절연 시스템.The predetermined endpoint comprises confirmation of conduction interruption in the target tissue. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 공진 회로 내의 다수의 축전기와;A plurality of capacitors in the resonant circuit; 상기 전자기장의 주파수와 상기 공진 회로의 공진 주파수를 일치시키기 위해 상기 전자기장의 주파수에 반응하여 상기 축전기들 중의 하나를 자동적으로 선택하는 제어 회로를 추가로 포함하는, 심실의 전기적 절연 시스템.And a control circuit for automatically selecting one of the capacitors in response to the frequency of the electromagnetic field to match the frequency of the electromagnetic field with the resonant frequency of the resonant circuit. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 스텐트는 형상 기억 합금으로 구성되는, 심실의 전기적 절연 시스템.The stent is comprised of a shape memory alloy. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 스텐트는 생물분해성 재료로 구성되는, 심실의 전기적 절연 시스템.The stent is comprised of a biodegradable material. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 환자의 외측에 배치된 다수의 로컬라이징 필드 제너레이터와;A plurality of localizing field generators disposed outside the patient; 상기 로컬라이징 필드 제너레이터에 의해 생성된 로컬라이징 전자기장에 반응하는 상기 카테터 상의 위치 센서와;A position sensor on the catheter responsive to a localizing electromagnetic field generated by the localizing field generator; 상기 위치 센서의 출력에 반응하는 수신기를 포함하는, 상기 카테터의 위치 및 배향을 추적하는 로컬라이징 서브시스템(localizing subsystem)을 추가로 포함하는, 심실의 전기적 절연 시스템.And a localizing subsystem for tracking the position and orientation of the catheter, the receiver including a receiver responsive to the output of the position sensor.
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