DE60113756T2

DE60113756T2 - Ablationskatheter mit einem gerichtetem H.F. Strahlungselement

Info

Publication number: DE60113756T2
Application number: DE60113756T
Authority: DE
Inventors: Dany Fremont Berube; Jules Laval Gauthier
Original assignee: AFx LLC
Current assignee: AFx LLC
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: DE60113756D1; EP1240876A1; EP1145686A2; JP2002017745A; ES2250310T3; ATE305757T1; EP1145686B1; EP1145686A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Ablationsgeräte, welche elektro-magnetische Energie nutzen, um innere biologische Gewebe zu ablatieren. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine verbesserte Antennenanordnung, um die Richtung von Energie, die zu einem biologischen Gewebe während einer Ablation geliefert wird, zu steuern.
Medizinische Ablationsgeräte sind seit einiger Zeit bekannt. Beispielsweise wurden Ablationskatheter, die elektro-magnetische Energie nutzen, in sowohl dem HF- als auch dem Mikrowellenfrequenzbereich eingeführt und bei verschiedenen Stufen verwendet, um biologische Gewebe zu ablatieren. Eine allgemeine Anwendung ist dazu da, Herzmuskelgewebe zu ablatieren, um eine Vielzahl von Herzrythmusstörungen zu behandeln. Beispielsweise sind repräsentative Mikrowellen-Ablationskatheter in der US-PS 4 641 649 (Walinsky), US-PS 5 246 438 (Langberg) und US-PS 5 405 346 (Grundy) beschrieben.
Die am häufigsten existierenden Mikrowellen-Ablationskatheter befassen sich mit der Verwendung von Antennen, die ein peripher-sich-erstreckendes Feld, welches den Katheter umgibt, erzeugen. Das heißt, die elektro-magnetische Energie, welche durch die Antenne erzeugt wird, wird seitlich zu den Seiten des Katheters relativ gleichförmig rund um den Antennenbereich des Katheters verbreitet. Obwohl diese Katheterkonstruktionen für eine Anzahl von Anwendungen gut arbeiten, würde es in einigen Anwendungsfällen wünschenswert sein, ein Feld, welches mehr gerichtet ist, bereitzustellen, welches das meiste an elektrischer Energie, welche durch die Antenne erzeugt wird, in einer vorher festgelegten Richtung konzentriert.
Es hat gewisse Bemühungen gegeben, Katheter und/oder andere Ablationsinstrumente mit Feldern, die mehr gerichtet sind, bereitzustellen. Beispielsweise beschreiben die US-PS 5 800 494 (Campbell et al.) und die anhängige US-Anmeldung 09/333 747 (Berube) (10/23/99) eine Anzahl von Antennenkonstruktionen, welche allgemein nach vorne gerichtete Felder erzeugen. Außerdem beschreiben die US-PS 5 314 466 (Stern et al.) und die anhängige US-Anmeldung 09/178 066 (Berube et al.) (6/14/99) Antennenkonstruktionen, die allgemein seitliche Strahlungsfelder erzeugen. Obwohl diese Konstruktionen gut arbeiten, gibt es lau fende Bemühungen, Antennenkonstruktionen zu verbessern, um Ablationsinstrumente mit spezifischen Richtungskomponenten bereitzustellen, beispielsweise in einer seitlichen Richtung zu einer Seite des Katheters.
Während der Positionierung und/oder Verwendung des Ablationskatheters wird es häufig gewünscht, bestimmte elektro-physiologische Eigenschaften des Herzens zu überwachen. Um diese elektro-physiologische Überwachung zu erleichtern, werden Elektroden häufig in der Nähe des distalen Endes des Katheters positioniert. Üblicherweise nehmen diese Elektroden die Form von ringförmigen Metallringen an. Bei einigen Ausführungsformen jedoch wurden die ringförmigen Ringe durch Elektrodenbänder mit mehreren Elektroden pro Band ersetzt. Beispielsweise beschreibt die US-PS 5 788 692 (Campbell et al.) einen Mapping-Katheter mit aufgespaltenen Elektrodenbändern. Obwohl die existierenden Elektrodenkonstruktionen gut arbeiten, gibt es laufende Bemühungen, deren Funktionalität zu verbessern.
Um die obigen und weiteren Aufgaben der Erfindung zu lösen, wird eine verbesserte Antennenanordnung zur Verwendung bei Ablationsgeräten beschrieben. Die beschriebene Antennenanordnung ist in der Lage, ein elektro-magnetisches Feld zu bilden, welches sich zu einer Seite des Ablationsgeräts ausdehnt. Die Antennenanordnung besitzt eine Antenne und einen Reflektor, der auf einer ersten Seite der Antenne positioniert ist. Die Antenne und der Reflektor sind mit einer geeigneten Übertragungsleitung gekoppelt. Die Antenne und der Reflektor arbeiten zusammen, um den Hauptteil des resultierenden Elektromagnetfelds in einer vorher festgelegten Richtung auf eine zweite Seite der Antenne, die gegenüber dem Reflektor ist, zu richten.
Der beschriebene Antennenaufbau kann bei einer breiten Vielfalt von Ablationsgeräten einschließlich Kathetern und verschiedener anderer medizinischer Instrumente verwendet werden, welche allgemein bei Prozeduren in Bezug auf die Ablation von inneren biologischen Geweben verwendet werden. Beispielsweise können sie verwendet werden, Gewebe im Herzen (beispielsweise kardial), Gehirn (beispielsweise zerebral), in der Prostata, im Magen, im Darm, in der Leber und dgl. zu ablatieren. Bei einigen Ausführungsformen besitzt der Reflektor eine im Wesentlichen gebogene Form, der in Richtung der Antenne strahlt. Bei anderen Ausführungsformen ist der Reflektor von der Antenne versetzt und erstreckt parallel zur Antenne, d.h., dass der Reflektor und die Antenne sich im Wesentlichen parallel longitudinal von der Übertragungsleitung erstrecken. Bei anderen Ausführungsformen ist die Längsachse der Antenne gegenüber der Längsachse der Übertragungsleitung in einer Richtung weg vom Reflektor versetzt. Bei noch anderen Ausführungsformen ist eine Impedanzanpassungseinrichtung vorgesehen, um die Strahlungswirksamkeit der Antenne zu steigern.
Außerdem wird eine verbesserte Elektrodenanordnung zur Verwendung bei medizinischen Instrumenten beschrieben. Die beschriebene Elektrodenanordnung ist in der Lage, elektrische Aktivität von biologischen Geweben innerhalb des Körpers eines Patienten im Wesentlichen in einer Richtung abzutasten. Die Elektrodenanordnung ist ebenfalls in der Lage, in kleinen Räumen auf dem medizinischen Instrument positioniert zu werden. Die Elektrodenanordnung besitzt zwei paarweise langgestreckte Drahtelektroden, welche auf einer Seite des medizinischen Instruments positioniert sind. Die beiden Drahtelektroden sind seitenweise positioniert und so angeordnet, dass sie parallel zueinander sind. Die beiden Elektroden sind außerdem voneinander beabstandet und elektrisch voneinander isoliert. Die Elektrodenanordnung umfasst außerdem zwei paarweise angeordnete Elektrodendrähte, die mit einer funktionsmäßig damit verbundenen Drahtelektrode gekoppelt sind.
Die beschriebene Elektrodenstruktur kann bei einer breiten Vielfalt von medizinischen Instrumenten einschließlich Kathetern und verschiedenen anderen chirurgischen Instrumenten verwendet werden. Beispielsweise können sie bei Ablationsgeräten, Arzneiliefergeräten, Drogen-Wiedergewinnungsgeräten und dgl. verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen wird die Elektrodenanordnung dazu verwendet, die Position des medizinischen Instruments in Bezug auf benachbarte biologische Gewebe zu bestimmen. Beispielsweise wird die Elektrodenanordnung dazu verwendet, elektrische Aktivität des Gewebes im Herzen (beispielsweise kardial), im Gehirn (beispielsweise zerebral), in der Prostata, im Magen, im Darm, in der Leber und dgl. zu messen. Bei anderen Ausführungsformen wird die Elektrodenanordnung bei medizinischen Geräten mit Komponenten verwendet, die im Wesentlichen in einer Richtung arbeiten, beispielsweise seitlich zu einer Seite des medizinischen Geräts. Beispielsweise kann die Elektrodenanordnung bei einem Ablationsgerät verwendet werden, welches ein gerichtetes Elektromagnetfeld zur Ablation biologischer Gewebe erzeugt. Bei anderen Ausführungsformen sind die Drahtelektroden so angeordnet, dass sie sich Seite an Seite längs in Bezug auf das medizinische Gerät erstrecken. Bei anderen Ausführungsformen sind die Drahtelektroden auf dem medizinischen Gerät proximal zu einem Arbeitsteil angeordnet, beispielsweise der Antenne eines Mikrowellen-Ablationskatheters. Bei noch anderen Ausführungsformen sind die Drahtelektroden aus einem elektrisch gut leitfähigen Leitdraht gebildet und mit paarweise angeordneten SMD-Widerständen gekoppelt.
Die vorliegende Erfindung wird beispielhaft und nicht beschränkend in den Figuren der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen, und in denen:
1 eine Kopfdraufsicht eines Katheterablationssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine perspektivische Ansicht einer Antennenanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine vergrößerte Seitenlängsansicht – im Querschnitt – der Antennenanordnung von 2 ist;
4 eine Front-Längsansicht der Antennenanordnung im Wesentlichen längs der Ebene der Linie 4-4' in 3 ist;
5A eine Seitenquerschnittsansicht der Antennenanordnung von 2 ist, während sie ein konzentriertes Elektromagnetfeld in einer vorher festgelegten Richtung erzeugt;
5B eine vordere Querschnittsansicht von 2 ist, während sie ein konzentriertes Elektromagnetfeld in einer vorher festgelegten Richtung erzeugt;
6 eine vergrößerte Bodenlängsansicht – teilweise im Querschnitt – der Antennenanordnung von 2 ist;
7A und 7B vordere Längsansichten der Elektrodenanordnung im Wesentlichen längs der Ebene der Linie 7-7' in 6 ist;
8A–8F die Elektrodenanordnung gemäß mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen; und
9 eine Querschnittsansicht eines menschlichen Herzens ist, welche die Position eines Katheters innerhalb des rechten Atriums zeigt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Einige spezielle Ausführungsformen der Erfindung werden anschließend mit Hilfe von 1–9 beschrieben. Der Fachmann wird jedoch schnell erkennen, dass die ausführliche Beschreibung, die hier angegeben wird, in Bezug auf diese Figuren für beispielhafte Zwecke dient, da die Erfindung sich über diese beschränkten Ausführungsformen erstreckt. Beispielsweise wird die Erfindung zum Zwecke der Darstellung hinsichtlich eines koronaren Mikrowellen-Ablationskatheters beschrieben. Es soll jedoch erwartet werden, dass die Erfindung bei irgendeiner geeigneten Ablationseinrichtung eingeführt werden kann, einschließlich anderer Arten von Kathetern und chirurgischen Werkzeugen. Obwohl die Erfindung außerdem im Zusammenhang von Mikrowellen-Ablationsgeräten beschrieben wird, kann sie auch bei Ablationsgeräten verwendet werden, welche elektro-magnetische Energie außerhalb des Mikrowellen-Frequenzbereichs verwenden (beispielsweise HF-Geräte).
Gemäß 1–3 umfasst zunächst ein Ablationskathetersystem 10 allgemein einen langgestreckten Katheter 12, der zur Einführung in ein Gefäß (beispielsweise Blutgefäß) in den Körper eines Patienten bestimmt ist. Der Katheter 12 umfasst üblicherweise eine flexible äußere Röhre 14 (die ein oder mehreres Lumen darin hat), eine Übertragungsleitung 16, die sich durch die flexible Röhre 14 erstreckt, und eine Antenne 64, die mit dem distalen Ende der Übertragungsleitung 16 gekoppelt ist. Die flexible äußere Röhre 14 kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt sein, beispielsweise medizinischen Polyolefinen, Fluorpolymeren, oder Polyvinyliden-Fluorid. Beispielsweise wurden PEBAX-Kunststoffe von Autochem of Germany erfolgreich für die äußere Röhre des Körpers des Katheters verwendet.
Die Übertragungsleitung 16 ist eingerichtet, um die Antenne 64 zu bedienen und/oder mit Leistung zu versorgen. Üblicherweise wird bei Mikrowellengeräten eine koaxiale Übertragungsleitung verwendet, und daher umfasst die Übertragungsleitung 16 einen Innenleiter 20, einen Außenleiter 22 und dielektrisches Material 24, welches zwischen dem Innen- und Außenleiter angeordnet ist. In den meisten Fällen ist der Innenleiter 20 mit der Antenne 64 gekoppelt. Außerdem ist die Antenne 64 üblicherweise durch eine Antennenummantelung 25, welche an der flexiblen äußeren Röhre 14 angebracht ist, umschlossen (beispielsweise eingekapselt). Die Antennenummantelung 25 kann aus irgendeinem geeigneten dielektrischen Material hergestellt sein, beispielsweise medizinischen Epoxyharz, Polyethylen oder Teflon-Produkten. Die Antennenummantelung 25 wird dazu verwendet, die hohe elektro-magnetische Feldkonzentration zu beseitigen, die vorhanden ist, wenn ein freies metallisches Teil der Antenne in direkten Kontakt mit dem Gewebe, welches zu ablatieren ist, steht.
Außerdem ist das proximale Ende der Übertragungsleitung 16 üblicherweise mit einem Verbinder 26 gekoppelt, der zu einer Verbindung mit einer elektro-magnetischen Energiequelle (nicht gezeigt) geeignet ist. Ein Griff 28 ist ebenfalls für die Verwendung durch den Chirurgen vorgesehen, um das Lenken und potenziell andere Steuerfunktionen zu ermöglichen. Zusätzlich kann der Katheter 12 eine Vielzahl von Sensoren aufweisen, um den Patienten während der Einführung zu überwachen, um zu positionieren und/oder den Katheter zu verwenden. Beispielsweise können diese Sensoren eine oder mehrere Elektroden 100 und eine oder mehrere Thermokoppel-Drähte (nicht gezeigt) aufweisen.
Bei einer Ausführungsform besitzt die elektro-magnetische Spannungsquelle (nicht gezeigt) einen Mirkowellengenerator, der irgendeine herkömmliche Form haben kann. Wenn Mikrowellenenergie zur Gewebeablation verwendet wird, liegen die optimalen Frequenzen allgemein in der Nachbarschaft der optimalen Frequenz zum Erwärmen von Wasser. Beispielsweise arbeiten Frequenzen im Bereich von ungefähr 800 MHz bis 6 GHz gut. Zurzeit sind Frequenzen, welche durch die FCC (Federal Communication Commission) für experimentelle klinische Arbeit erprobt werden, 915 MHz und 2,45 GHz. Daher kann ein Mirkowellengenerator, der die Kapazität hat, Mikrowellenergie bei Frequenzen in der Nähe von 2,45 GHz zu erzeugen, ausgewählt werden. Im Zeitpunkt dieser Niederschrift sind Festkörper-Mikrowellengeneratoren im Bereich von 1–3 GHz teuer. Daher wird ein herkömmliches Magnetron derart, die allgemein bei Mikrowellen-Öfen verwendet wird, als Generator genutzt. Es sei jedoch angemerkt, dass irgendeine andere geeignete elektro-magnetische Spannungsquelle an dieser Stelle eingesetzt werden könnte, und dass die erläuterten Konzepte bei anderen Frequenzen angewandet werden können.
Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung wird eine Antennenanordnung vorgesehen, die eingerichtet ist, den Hauptteil eines elektro-magnetischen Feldes auf eine Seite der Antenne und somit auf eine Seite des Katheters zu richten. Die Antennenanordnung umfasst vorzugsweise eine Antenne, um ein Elektromagnetfeld zu erzeugen, und einen Reflektor, um einen Bereich des Elektromagnetfelds auf eine Seite der Antenne gegenüber dem Reflektor umzurichten. Entsprechend wird ein resultierendes Elektromagnetfeld einschließlich eines Bereichs des erzeugten und eines Bereichs des umgerichteten Elektromagnetfelds in einer gewünschten Richtung gerichtet. Die Verwendung eines Richtfelds hat mehrere potentielle Vorteile über der herkömmlichen Antennenstruktur, die gleichförmige Felder um die Katheterspitze herum erzeugt. Beispielsweise kann durch Ausbilden eines konzentrierten und gerichteten Elektromagnetfelds eine tiefere Eindringung bei biologischen Geweben während Ablation erlangt werden, und das biologische Gewebe, welches die Ablation zum Ziel hat, kann ablatiert werden, ohne allzu sehr das umgebende Gewebe und/oder Blut zu erwärmen. Da außerdem die abgestrahlte Leistung im Blut nicht verloren wird, wird geringere Leistung von der Spannungsquelle allgemein erfordert, und es wird weniger Leistung allgemein in der Übertragungsleitung verloren. Zusätzlich kann diese Anordnung dazu verwendet werden, geradlinige Wunden, die genauer sind, zu bilden.
Mit Hilfe von 2–4 wird eine Antennenanordnung 50, die ausgebildet ist, ein konzentriertes Elektromagnetfeld in einer vorher festgelegten Richtung zu erzeugen, ausführlich beschrieben. Die Antennenanordnung 50 weist eine Antenne 64 auf, die ausgebildet ist, ein Elektromagnetfeld zu übertragen, und einen Reflektor 66, um einen Bereich des übertragenen Elektromagnetfelds umzurichten. Das proximale Ende 70 der Antenne kann direkt oder indirekt mit dem Innenleiter 20 der koaxialen Übertragungsleitung 16 gekoppelt sein. Eine direkte Verbindung zwischen der Antenne 64 und dem Innenleiter 20 kann in irgendeiner geeigneten Weise hergestellt werden, beispielsweise durch Löten, Hartlöten, Ultraschall-Schweißen oder Klebe-Bonden. Bei anderen Ausführungsformen kann die Antenne 64 von dem Innenleiter 20 der Übertragungsleitung 16 selbst gebildet sein. Dies ist üblicherweise vom Herstellungsstandpunkt aus schwieriger, hat jedoch den Vorteil zum Bilden einer stabileren Verbindung zwischen der Antenne und dem Innenleiter. Wie anschließend ausführlicher beschrieben wird, kann es bei einigen Ausführungsformen wünschenswert sein, die Antenne mit dem Innenleiter über eine passive Komponente indirekt zu koppeln, um eine bessere Impedanzanpassung zwischen der Antennenanordnung und der koaxialen Übertragungsleitung bereitzustellen.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Antenne 64 eine sich longitudinal sich erstreckende Antenne, die gegenüber dem Innenleiter 20 seitlich versetzt ist, um diese näher am Rand der Antennenummantelung 25 anzuordnen. Die gezeigte Antenne ist ein einfacher sich in Längsrichtung erstreckender Draht, der sich distal (obgleich seitlich versetzt) vom Innenleiter erstreckt. Es sollte jedoch angemerkt sein, dass eine breite Vielfalt an Antennengeometrien ebenfalls verwendet werden kann. Beispielsweise arbeiten spiralförmige Spulen, gedruckte Schaltungsantennen und andere Antennengeometrien ebenfalls gut.
Wie man durch diejenigen, die mit der Antennenkonstruktion vertraut sind, schätzen wird, wird das Elektromagnetfeld durch die gezeigte Antenne grob mit der Länge der Antenne übereinstimmen. Das heißt, der Bereich, wo das Elektromagnetfeld abgestrahlt wird, ist auf die Längslänge des Antennendrahts beschränkt. Daher kann die Länge der Wunde, die durch das Ablationselement gebildet wird, durch Einstellen der Länge der Antenne eingestellt werden. Folglich können Katheter, die spezifische Ablationskenndaten haben, durch Bilden von Kathetern mit unterschiedlichen Antennenlängen hergestellt werden. Es sollte außerdem verstanden sein, dass die sich in Längsrichtung erstreckenden Antennen kein Erfordernis sind und das andere Formen und Konfigurationen verwendet werden können.
Die Antenne 64 ist vorzugsweise aus einem leitfähigen Material hergestellt. Beispielsweise Federstahl, Beryllium-Kupfer oder mit Silber plattiertes Kupfer arbeiten gut. Der Durchmesser der Antenne 64 kann bis zu einem gewissen Ausmaß auf der Basis der bestimmten Anwendung des Katheters und der Art des gewählten Materials variieren. Beispielsweise arbeiten bei Mikrowellensystemen, bei denen eine einfache freie Drahtantenne, Drahtdurchmesser zwischen ungefähr 0,25 mm bis ungefähr 0,50 mm verwendet werden, gut. Bei der gezeigten Ausführungsform beträgt der Durchmesser der Antenne ungefähr 0,325 mm.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Antenne 64 näher an dem Bereich angeordnet, der für die Gewebeablation bestimmt ist, um eine gute Energieübertragung zwischen der Antenne und den zu ablatierenden Gewebe zu haben. Dies wird am besten dadurch erreicht, dass die Antenne 64 proximal zur äußeren Umfangsfläche der Antennenummantelung 25 angeordnet ist. Insbesondere ist eine Längsachse 74 der Antenne 64 vorzugsweise von, jedoch parallel zu einer Längsachse 76 des Innenleiters 20 in einer Richtung weg vom Reflektor 66 und daher in Richtung auf das konzentrierte Elektromagnetfeld versetzt. Beispielsweise arbeitet das Anordnen der Antenne zwischen ungefähr 0,125 bis ungefähr 0,50 mm weg von der äußeren Umfangsfläche der Antennenummangelung gut. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Antenne ungefähr 0,375 mm weg von der äußeren Umfangsfläche der Antennenummantelung 25 angeordnet. Es sollte jedoch angemerkt sein, dass dies nicht ein Erfordernis ist und dass die Antennenposition gemäß der spezifischen Konstruktion jedes Katheters variieren kann.
Betrachtet man nun den Reflektor 66, so ist der Reflektor 66 seitlich zu einer ersten Seite 86 der Antenne 64 positioniert und ist ausgebildet, einen Bereich des Elektromagnetfelds, welches in Richtung auf den Reflektor 66 übertragen wird, zu einer zweiten Seite 88 der Antenne 64 gegenüber dem Reflektor 66 umzurichten. Folglich ist der Hauptteil des Elektromagnetfelds weg von einer zweiten Seite 88 der Antenne 64 gerichtet. Außerdem ist der Reflektor 66 im Wesentlichen parallel zur Antenne 64 angeordnet, um das Elektromagnetfeld während der Ablation besser zu steuern.
Unerwünschtes Koppeln zwischen der Antenne 64 und dem Reflektor 66 kann auftreten, wenn der Reflektor zu nahe an der Antenne 64 ist. Daher ist der Reflektor 66 gegenüber der Antenne 64 versetzt. Man hat herausgefunden, dass der minimale Abstand zwischen dem Reflektor 66 und der Antenne ungefähr zwischen 0,50 bis ungefähr 0,75 mm bei der beschriebenen Ausführungsform liegen kann, um das Koppeln zu reduzieren. Der Abstand kann jedoch gemäß der spezifischen Ausbildung jedes Kathetersystems variieren.
Das proximate Ende 78 des Reflektors 66 ist vorzugsweise mit dem Außenleiter 22 der koaxialen Übertragungsleitung 16 gekoppelt. Das Verbinden des Reflektors mit dem Außenleiter dient dazu, das Elektromagnetfeld, welches während der Verwendung erzeugt wird, besser zu begrenzen. Das heißt, dass das abgestrahlte Feld längs der Antenne zu einer Seite besser begrenzt ist, wenn der Reflektor mit dem Außenleiter der koaxialen Übertragungsleitung elektrisch verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Reflektor 66 und dem Außenleiter 22 kann in irgendeiner geeigneten Weise ausgeführt werden, beispielsweise Löten, Hartlöten, Ultraschallschweißen oder adhäsives Bonden. Bei anderen Ausführungsformen kann der Reflektor aus dem Außenleiter der Übertragungsleitung selbst gebildet sein. Dies ist üblicherweise vom Herstellungstandpunkt schwieriger, hat jedoch den Vorteil, eine stabilere Verbindung zwischen dem Reflektor und dem Außenleiter zu bilden. Bei anderen Ausführungsformen kann der Reflektor unmittelbar mit einer Massequelle gekoppelt sein oder elektrisch fließend sein.
Wie oben angemerkt emittiert die Antenne 64 üblicherweise ein Elektromagnetfeld, welches gut auf die Länge der Antenne beschränkt ist. Daher erstreckt sich bei einigen Ausführungsformen das distale Ende 80 des Reflektors 66 longitudinal bis ungefähr zum distalen Ende 72 der Antenne 64, so das Reflektor mit der Antenne effektiv zusammenwirken kann. Diese Anordnung dient dazu, das Elektromagnetfeld während der Ablation besser zu steuern. Es sollte jedoch angemerkt sein, dass die tatsächliche Länge des Reflektors gemäß der speziellen Ausführung jedes Katheters variieren kann. Beispielsweise können Katheter, die spezifische Ablationskenndaten haben, durch Ausbildung von Kathetern mit Reflektoren unterschiedlicher Länge hergestellt werden.
Üblicherweise besteht der Reflektor 66 aus einem leitfähigen metallischen Gitter oder einer Folie. Ein bestimmtes geeignetes Material ist Kupfer, welches mit Silber plattiert ist, welches beispielsweise eine Dicke im Bereich von ungefähr 0,05 mm bis ungefähr 0,125 mm hat. Bei der gezeigten Darstellung beträgt die Dicke ungefähr 0,075 mm. Eine andere geeignete Anordnung kann rostfreies Stahlgitter oder eine Folie sein, welche eine Schicht aus Silber hat, welches auf der inneren Umfangsfläche gebildet ist. Es sollte jedoch verstanden sein, dass diese Materialien nicht beschränkend sind. Außerdem kann die tatsächliche Dicke des Reflektors gemäß dem spezifischen gewählten Material variieren.
Gemäß 4 der Reflektor 66 so aufgebaut, dass er eine bogenförmige oder halbmondförmige Form (beispielsweise Mondsichel) hat, mit einem Bogenwinkel 90, der sich in Richtung auf die Antenne 64 öffnet. Das Strahlen des Reflektors 66 in Richtung auf die Antenne 64 dient dazu, das Elektromagnetfeld, welches während der Verwendung erzeugt wird, besser zu begrenzen. Der Bogenwinkel 90 beträgt üblicherweise zwischen ungefähr 90° bis ungefähr 180°. Beispielsweise arbeitet ein Bogenwinkel von ungefähr 120° gut. Zusätzlich hat man herausgefunden, dass, wenn der Bogenwinkel 90 größer als ein 180° ist, die Strahlungswirksamkeit der Antennenanordnung signifikant abnimmt.
Obwohl außerdem der Reflektor 66 so gezeigt und beschrieben wurde, dass dieser eine bogenförmige Form hat, wird man es als positiv ansehen, dass mehrere Formen vorgesehen sein können, um unterschiedliche Antennenformen unterzubringen oder um mit anderen externen Faktoren konform zu sein, die notwendig sind, eine chirurgische Prozedur zu beenden. Beispielsweise kann eine aufgebauschte Form, welche sich in Richtung auf die Antenne 64 öffnet, gut arbeiten, unabhängig davon, ob diese gekrümmt oder geradlinig ist.
Außerdem sollte angemerkt sein, dass die Form des Reflektors 66 nicht gleichförmig sein muss. Beispielsweise kann ein erster Bereich des Reflektors (beispielsweise distal) durch eine erste Form ausgebildet sein (beispielsweise einem Bogenwinkel von 90°), und ein zweiter Bereich (beispielsweise proximal) des Reflektors 66 kann durch eine zweite Form ausgebildet sein (beispielsweise einem Bogenwinkel von 120°). Das Verändern der Form des Reflektors 66 auf diese Art und Weise kann gewünscht werden, um ein gleichförmigeres Strahlungsfeld zu erlangen. Obwohl nicht gewünscht wird, durch Theorie gebunden zu werden, wird allgemein angenommen, dass die Energieübertragung zwischen der Antenne und dem Gewebe, welches zu ablatieren ist, dazu neigt, anzusteigen, wenn der Überdeckungswinkels des Reflektors abnimmt, und umgekehrt die Energieübertragung zwischen der Antenne und dem Gewebe, welches zu ablatieren ist, dazu neigt, abzunehmen, wenn der Überdeckungswinkels des Reflektors vergrößert wird. Folglich kann Form des Reflektors geändert werden, um Nichtgleichförmigkeiten auszugleichen, die abgestrahlten Felder der Antennenanordnung gefunden werden.
Es sollte außerdem angemerkt sein, dass die Längslänge des Reflektors 66 nicht gleichförmig sein muss. Das heißt, dass ein Bereich des Reflektors 66 in die Richtung auf die Antenne 64 stufenförmig sein kann oder ein Bereich des Reflektors 66 weg von der Antenne 64 stufenförmig sein kann. Das Abstufen des Reflektors auf diese Art und Weise kann gewünscht werden, um ein gleichförmigeres Strahlungsfeld zu erreichen. Obwohl nicht ge wünscht wird, durch Theorie gebunden zu werden, nimmt man an, dass durch Anordnen des Reflektors näher an die Antenne ein schwächeres Strahlungsfeld erreicht werden kann, und das Anordnen des Reflektors weiter weg von der Antenne ein stärkeres Strahlungsfeld erreicht werden kann. Folglich kann die Längslänge des Reflektors geändert werden, um Nichtgleichförmigkeiten, welche im Strahlungsfeld der Antennenanordnung gefunden werden, auszugleichen.
Bei einem typischen Mikrowellen-Ablationskathetersystem ist es wichtig, die Impedanz der Antenne an die Impedanz der Übertragungsleitung anzupassen. Wie dem Fachmann bekannt ist, neigt, wenn die Impedanz nicht angepasst ist, die Leistung des Katheters dazu, ziemlich unterhalb der optimalen Leistung zu liegen. Die Abnahme der Leistung sieht man äußerst leicht bei einem Anstieg der Reflexionsleistung. Daher wird das System üblicherweise ausgebildet, eine eingestellte Impedanz bereitzustellen. Beispielsweise kann eine typische eingestellte Impedanz des Kathetersystems in der Größenordnung von 50 Ohm sein.
Betrachtet man nun wieder 2 und 3 und gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Impedanzanpassungseinrichtung 92 vorgesehen sein, um die Impedanzanpassung zwischen der Antenne 64 und der Übertragungsleitung 16 zu erleichtern. Die Impedanzanpassungseinrichtung 92 ist allgemein proximal zwischen dem Übergang zwischen der Antenne 64 und dem Innenleiter 20 angeordnet. Meistens ist die Impedanzanpassungseinrichtung 92 so ausgebildet, um die Antennenstruktur in Resonanz zu versetzen, um die reflektierte Leistung zu minimieren und um somit die Strahlungswirksamkeit des Antennenaufbaus zu steigern.
Bei einer Ausführungsform ist die Impedanzanpassungseinrichtung so festgelegt, dass ein Smith Abacus Modell verwendet wird. Bei dem Smith Abacus Modell kann die Impedanzanpassungseinrichtung sichergestellt werden, wobei die Impedanz der Antenne mit einem Netzwerkanalysator gemessen wird, der gemessene Wert mit einem Smith Abacus Diagramm analysiert wird und die geeignete Einrichtung ausgewählt wird. Beispielsweise kann die Impedanzanpassungseinrichtung 92 irgendeine Kombination aus einem Kondensator (Widerstand, Widerstand, Induktivität, Stichleitungs-Tuner oder einer Stichleitungs-Übertragungsleitung sein, gleich ob in Reihe oder parallel mit der Antenne. Ein Beispiel des Smith Abacus Modell ist in der Veröffentlichung: David K. Cheng, "Field and Wave Electromagnetics", zweite Ausgabe, Addison-Wesley Publishing, 1989 beschrieben, die hiermit durch Bezugnahme eingeführt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Impedanzanpassungseinrichtung ein seriell geschalteter Kondensator, der eine Kapazität in einem Bereich von ungefähr 0,6 bis ungefähr 1 pF hat. In der gezeigten Darstellung hat der serielle Kondensator eine Kapazität von ungefähr 0,8 pF.
Wie man aus den obigen Ausführungen erkennt, sind die Vorteile der Antennenanordnung zahlreich. Verschiedene Ausführungsformen oder Durchführungen können einen oder mehrere der folgenden Vorteile aufweisen. Ein Vorteil der Antennenanordnung ist der, dass ein stärker gerichtetes Elektromagnetfeld erzeugt wird. Da ein großer Teil der abgestrahlten Energie auf das zu ablatierende Gewebe gerichtet wird, können tiefere Wunden bei gleicher Menge an abgestrahlter Leistung erzeugt werden. Da außerdem die Energie im Blut nicht verloren wird, wird das Ausgangsleistungserfordernis vom Generator vermindert. Anders ausgedrückt verwendet die Antennenanordnung weniger Energie, um die Gewebeablation zu erzeugen. Folglich kann die Größe der Übertragungsleitung (beispielsweise des Koaxialkabels) vermindert werden, wodurch als Ergebnis auch die Gesamtgröße des Katheters reduziert werden kann oder mehr Raum zum Lenken des Systems und anderer Komponenten bereitgestellt werden kann.
Ein weiterer Vorteil der Antennenanordnung ist der, dass die Energie mit größerer Genauigkeit verteilt wird, und mit weniger Streuung als bei einer herkömmlichen Antenne ohne einen Reflektor. Das heißt, dass die Antennenanordnung ein Elektromagnetfeld mit einer Richtkomponente bereitstellt, die sich auf eine Seite des Katheters erstreckt. Gewebeablation kann somit genauer strategisch gesteuert werden, gerichtet werden und ohne Betreff für unerwünschte Ablation für andere benachbarte Gewebe und/oder Blut durchgeführt werden, die ansonsten innerhalb des Bereichs der elektro-magnetischen Energie sein kann, die sich von der Antenne ausbreitet. Anders ausgedrückt werden Gewebe und/oder Blut, die aus der Sichtlinie des Richtfelds liegen, dem elektro-magnetischen Feld nicht unterworfen und somit nicht ablatiert.
Um die Vorteile besser zu zeigen, zeigen 5A und 5B das Elektromagnetfeld 52, welches durch die oben erläuterte Antennenanordnung 50 erzeugt wird (5A ist eine Seitenquerschnittsansicht und 5B ist eine vordere Querschnittsansicht). Wie gezeigt liefert die Antennenanordnung 50, welche die Antenne 64 und den Reflektor 66 aufweist, ein elektro-magnetisches Feldmuster 52, welches die Feldstärke auf der Antennenseite 54 der Anordnung maximiert und die Feldstärke an der Seite des Reflektors 56 der Anordnung minimiert.
Wenn Richtfelder wie diese verwendet werden, ist es wichtig, einen Mechanismus bereitzustellen, um das Richtfeld mit dem Zielgewebe zur Ablation auszurichten, um die un erwünschte Ablation von Geweben und Fluids zu vermeiden. Wenn das Richtfeld nicht korrekt ausgerichtet ist, kann beispielsweise Energie bevorzugt in umgebendes Gewebe und Fluids als in das Zielgewebe strahlen. Daher ist gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung eine Positionierungselektrode vorgesehen, um die elektrische Aktivität (oder elektro-physiologische Signale) biologischer Gewebe proximal zu einer Seite des Katheters zu messen. Die Positionierungselektrode ist aufgebaut, einen Chirurgen zu informieren, dass eine Seite des Katheters in Kontakt mit einem biologischen Gewebe ist. Auf diese Weise kann der Chirurg bestimmen, ob die Richtungskomponente des elektro-magnetischen Felds mit dem Zielgewebe ausgerichtet ist. Zusätzlich kann die Positionierungselektrode dazu verwendet werden, das biologische Gewebe vor oder nach einer Ablationsprozedur abzubilden sowie den Zustand des Patienten während des Ablationsprozesses zu überwachen.
Um die Erläuterung der obigen Merkmale der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, zeigen 2, 6, 7A und 7B eine Positionierungselektrodenanordnung 100, die aufgebaut ist, elektrische Aktivität in im Wesentlichen einer Richtung zu erfassen, gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung. In 6 ist ein Bereich der Antennenummantelung 25 zwischen der Antenne 64 und dem Reflektor 66 entfernt, um die Merkmale der Erfindung besser zu zeigen. Die Elektrodenanordnung 100 umfasst zwei paarweise sich in Längsrichtung erstreckende Elektrodenelemente 102 und 104, welche auf dem äußeren Umfang der Antennenummantelung 25 angeordnet sind. Die beiden paarweise angeordneten Elektrodenelemente 102, 104 sind Seite an Seite positioniert und angeordnet, um im Wesentlichen parallel zueinander zu sein. Außerdem sind die beiden paarweise angeordneten Elektrodenelemente 102, 104 so angeordnet, dass sie in etwa parallel zur Längsachse 105 der Antennenummantelung 25 sind. Allgemein erlaubt das Aufspalten der Elektrodenanordnung in zwei paarweise angeordnete verschiedene Elemente wesentliche Verbesserung der Auflösung der ermittelten elektro-physiologischen Signale. Daher sind die beiden paarweise angeordneten Elektrodenelemente 102, 104 vorzugsweise voneinander beabstandet und voneinander elektrisch isoliert.
Wie in 7A gezeigt ist, sind die beiden Elektroden 102, 104 längs des Außendurchmessers der Antennenummantelung 25 angeordnet und durch zwei Abstände 115, 117 getrennt. Der erste Abstand 115 hat einen ersten Durchmesserabstand, und der zweite Abstand 117 hat einen zweiten Durchmesserabstand. Wie gezeigt ist, ist der erste Abstand 115 so angeordnet, dass dieser kleiner ist als der zweite Abstand 117. Dies wird vorzugsweise durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Elektrodenelemente 102, 104 elektrische Aktivität in im Wesentlichen der gleichen Richtung erfassen. Man glaubt allgemein, dass ein zu großer Ab stand Probleme beim Bestimmen der Richtungsposition des Katheters bilden kann und dass ein zu kleiner Abstand die Auflösung der ermittelten elektro-physiologischen Signale vermindern kann. Bei einer Durchführung beträgt das Verhältnis des zweiten Abstands zum ersten Abstand am meisten ungefähr 4 zu 1. Bei den meisten Ausführungsformen ist jedoch der erste Abstand viel kleiner. Beispielsweise arbeitet der erste Abstand zwischen ungefähr 0,5 und 2 mm für Katheter gut, welcher einen Durchmesser von ungefähr 2,3 mm und ungefähr 4,6 mm haben.
Um genau weiterhin darzulegen und wie in 7B gezeigt ist, sind die Elektroden 102, 104 so angeordnet, dass sie Mittelinien 106, 107 haben, die sich radial von der Längsachse 105 der Antennenummantelung 25 erstrecken. Wie gezeigt wird der Abstand zwischen den Mittellinien durch den Winkel A bestimmt. Wiederum sollte der Winkel A ausreichend klein sein, um sicherzustellen, dass die Elemente im Wesentlichen eine Richtung abtasten. Es sollte zusätzlich angemerkt sein, dass ein kleinerer Winkel auch gegenüber einem großen Winkel bevorzugt wird, da ein großer Winkel einen großen Druck zwischen dem Katheter und dem Gewebe erfordert, um einen genauen Elektrodenkontakt sicherzustellen. Beispielsweise arbeitet ein Winkel zwischen ungefähr 15° bis ungefähr 90°, insbesondere weniger als ungefähr 45°, gut.
Wie in 2 und 6 gezeigt ist, sind die Elektrodenelemente 102, 104 im Wesentlichen proximal am distalen Ende 72 der Antenne 64 positioniert. Man glaubt, dass die Positionierung der Elektrodenelemente an dieser Stelle besonders nützlich ist, um das Umsetzen und Überwachen wie auch das Positionieren des Katheters in dem Bereich zu erleichtern, der zur Gewebeablation bestimmt ist. Während beispielsweise einiger Prozeduren muss ein Chirurg ermitteln, wo das distale Ende der Antenne angeordnet ist, um die geeigneten Gewebe zu ablatieren. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Elektrodenelemente 102, 104 im Wesentlichen proximal zum proximalen Ende 70 der Antenne 64 positioniert. Obwohl lediglich zwei Positionen beschrieben wurden, sollte verstanden sein, dass die Elektrodenelemente in jeder geeigneten Position längs der Länge des Katheters angeordnet sein können. Beispielsweise können die Elektroden auf dem flexiblen rohrförmigen Teil des Katheters, auf der distalen Fläche der Antennenummantelung oder auf der Antennenummantelung zwischen dem distalen und dem proximalen Ende der Antenne angeordnet sein.
Obwohl nicht besonders gezeigt können mehrere Elektrodenanordnungen längs der Katheters ebenfalls angeordnet sein. Beispielsweise kann ein erster Satz von Elektrodenelementen distal zur Antennenanordnung angeordnet sein, und ein zweiter Satz von Elektro denelementen kann proximal zur Antennenanordnung angeordnet sein. Die Elektroden können außerdem mit anderen Arten von Abbildungselektroden verwendet werden, beispielsweise einer Vielzahl geeigneter Abbildungselektrodenanordnungen, beispielsweise Elektrodenbänder, die durch den Stand der Technik bekannt sind.
Die Elektrodenelemente 102, 104 können aus irgendeinem geeigneten Material gebildet sein. Beispielsweise arbeiten rostfreier Stahl und Iridium-Platin als Elektrodenmaterial sehr gut. Die Breite (oder der Durchmesser) und die Länge der Elektrode können bis zu einem gewissen Ausmaß auf der Basis der bestimmten Anwendung des Katheters und der gewählten Materialart variieren. Außerdem werden die Elektroden vorzugsweise so dimensioniert, um elektro-magnetische Feldinterferenz zu minimieren. Bei den meisten Ausführungsformen sind die Elektroden so angeordnet, dass diese eine Länge haben, die im Wesentlichen größer ist als die Breite. Beispielsweise arbeiten eine Elektrode, die eine Breite (oder Durchmesser) zwischen ungefähr 0,25 mm und ungefähr 0,625 mm und eine Länge zwischen ungefähr 0,50 mm und ungefähr 1 mm haben, gut. Wie verstanden sein sollte, sind Elektroden, die in dieser Weise angeordnet sind, leichter zu montieren. Es sollte jedoch verstanden sein, dass dies nicht ein Erfordernis ist und dass die Länge und die Breite der Elektroden gemäß den speziellen Notwendigkeiten jedes Katheters variieren können.
Obwohl gezeigt und beschrieben wurde, dass die Elektrodenanordnung aus Parallelplatten besteht, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Antennenummantelung sind und longitudinal miteinander ausgerichtet sind (beispielsweise passen die distalen und proximalen Enden zueinander), sollte angemerkt sein, dass dies keine Beschränkung ist und dass die Elektroden so ausgebildet sein können, dass sie einen Winkel in Bezug auf die Längsachse der Antennenummantelung oder zueinander bilden oder longitudinal zueinander versetzt sind. Obwohl außerdem beschrieben und gezeigt wurde, dass die Elektroden eine Platte sind, sollte angemerkt sein, dass die Elektroden so ausgebildet sein können, ein Draht oder ein Punkt, beispielsweise ein Schweißtropfen sein zu können. Wenn ein Punkt verwendet wird, arbeitet ein Punktdurchmesser zwischen ungefähr 0,25 mm und ungefähr 0,5 mm gut.
In 8A–8F sind wenige Variationen der oben erwähnten Elektroden 102, 104 auf einen Segmentabschnitt des Katheters 12 gezeigt. Beispielsweise kann der Segmentabschnitt ein Bereich der flexiblen äußeren Röhre 14 oder ein Bereich der Antennenummantelung 25 sein. In 8A sind die Elektroden 102, 104 in Längsrichtung so versetzt, dass das distale Ende 120 der ersten Elektrode 102 distal in Bezug auf das distale Ende 122 der zweiten Elektrode 104 angeordnet ist. In 8B sind die Elektroden 102, 104 so ausgebildet, dass sie einen Winkel gegenüber zueinander und relativ zur Längsachse 105 des Katheters 12 bilden. Wie gezeigt ist, beschreibt ein Winkel 124 diese Winkelposition. Beispielsweise arbeitet ein Winkel von ungefähr 0° und ungefähr 45° gut. Die Elektroden 102, 104 können so ausgebildet sein, dass sie distal nach außen (wie gezeigt) abgewinkelt sind oder innen distal abgewinkelt sind. In 8C können die Elektroden 102, 104 so abgewinkelt sein, dass sie parallel zueinander bleiben. In 8D ist eine der Elektroden 104 in Bezug auf die Längsachse 105 des Katheters 12 abgewinkelt, während die andere Elektrode 102 angeordnet ist, dass diese parallel zur Längsachse 105 des Katheters 12 ist. Außerdem sind in 8E die Elektroden 102, 104 als Punktelektroden dargestellt, und in 18F sind die Elektroden 102, 104 als Drahtelektroden dargestellt. Es sei angemerkt, das in allen beschriebenen Ausführungsformen die Elektroden vorzugsweise so angeordnet sind, dass sie einander benachbart sind.
Betrachtet man nun wieder 2 und 6, so ist jedes der Elektrodenelemente 102, 104 elektrisch mit einem damit in Verbindung stehenden Elektrodendraht 108, 110 gekoppelt, welcher sich durch die Antennenummantelung 25 zu zumindest dem proximalen Bereich der flexiblen äußeren Röhre 14 erstrecken. In den meisten Ausführungsformen sind die Elektrodendrähte 108, 110 elektrisch voneinander isoliert, um eine Verschlechterung des elektrischen Signals zu vermeiden. Die Verbindung zwischen den Elektroden 102, 104 und den Elektrodendrähten 108, 110 kann in irgendeiner geeigneten Art und Weise ausgeführt werden, beispielsweise durch Löten, Hartlöten, Ultraschallschweißen und Klebe-Bonden. Bei anderen Ausführungsformen können die longitudinalen Elektroden von dem Elektrodendraht selbst gebildet sein. Das Bilden der longitudinalen Elektroden vom Elektrodendraht oder aus dem Draht allgemein ist besonders vorteilhaft, da die Größe des Drahts allgemein klein ist und daher die longitudinalen Elektrodenelemente enger zueinander positioniert werden können, um dadurch eine kleinere Anordnung zu bilden, die weniger Raum einnimmt. Als Ergebnis können die Elektroden fast irgendwo auf einem Katheter oder einem chirurgischen Werkzeug positioniert sein.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Elektrodenmaterial auf der Katheterfläche unter Verwendung bekannter gedruckter Schaltungsverfahren aufgedruckt. Bei anderen Ausführungsformen ist das Elektrodenmaterial unmittelbar auf der Katheterfläche (Antennenummantelung) unter Verwendung von Verfahren, beispielsweise chemischer Dampfablagerung oder Ionenimplantation aufgebracht. Ein signifikanter Vorteil dieser Verfahren ist der, dass die Elektroden selbst im Wesentlichen flexible wie auch rohrförmige Teile (Antennenummantelung) sind und die Manövrierfähigkeit unabhängig von den Elektrodenabmessungen des Katheters nicht behindern. Dies verbessert außerdem die Manövrierfähigkeit der Katheterspitze und erlaubt die Verwendung von Elektroden irgendeiner gewünschten Größe, da es relativ einfach ist, die Elektrodenabmessungen bei diesen Prozessen zu steuern. Ein weiterer signifikanter Vorteil dieser Verfahren ist der, dass die Elektroden mit einer breiten Vielfalt von Formen angeordnet sein können. Beispielsweise kann die Form der Elektroden so eingerichtet sein, dass diese geradlinig, gekrümmt, kreisförmig, rechteckig, dreiecksförmig, elliptisch, nicht geradlinig und dgl. ist. Weiter kann die Form der ersten Elektrode mit einer ersten Form ausgebildet sein, und die Form der zweiten Elektrode kann mit einer zweiten Form ausgebildet sein.
Hauptsächlich wird die Information, welche von den Elektroden 102, 104 erhalten wird, über Elektrodendrähte 108, 110, über den Verbinder (nicht gezeigt) und über die Spannungsversorgung (nicht gezeigt) zu externer Elektronik übertragen, beispielsweise einer EP-Signalüberwachungseinrichtung. Das Filtern des Signals kann wenn notwendig vorgesehen sein. Bei alternativen Ausführungsformen kann einiges der externen Elektronik in der Spannungsversorgung untergebracht sein und/oder die Spannungsversorgung könnte Information nutzen, welche von den Elektroden in deren Steuersystem erlangt wird.
Es ist wichtig, dass elektrische Kopplung zwischen der Antennenanordnung 50 und der Elektrodenanordnung 100 auftreten kann, sogar wenn die Elektrodenelemente 102, 104 zu nahe an der Antenne 64 positioniert sind. Das heißt, dass die Antenne einen Strom in die Elektrodenelemente induzieren kann, der die Deutlichkeit des elektro-physiologischen Signals nachteilig beeinträchtigen kann. Außerdem kann das Koppeln zwischen der Antenne 64 und den Elektrodendrähten 108, 110 das Strahlungsmuster längs der Elektrodendrähte und der Übertragungsleitung erweitern. Als Ergebnis kann das Ablationsmuster, welches durch den Mikrowellen-Katheter gebildet wird, nicht länger längs der Antenne 64 begrenzt sein, sondern über den gesamten distalen Teil des Katheters 12. Mehrere Verfahren können durchgeführt werden, um das Koppeln zwischen der Antenne 64 und den Elektroden 102, 104 zu reduzieren. In einigen Fällen können die Elektroden um einen Abstand weg von der Antenne bewegt werden. Wenn jedoch der Abstand zu groß ist, werden das Positionieren und das Abbilden nicht effektiv sein. In anderen Fällen kann ein Elektrodendraht mit hohem Widerstand verwendet werden, um das Koppeln zwischen den Elektroden und der Antenne zu reduzieren. Wie jedoch dem Fachmann bekannt ist, ist es schwierig und teuer, einen Draht, der einen hohen Widerstandswert aufweist, mit einem kleinen Durchmesser herzustellen.
Daher wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Widerstanddraht niedriger Impedanz oder hoher Leitfähigkeit gemeinsam mit einem SMD-Widerstand verwendet, um das Koppeln zwischen den Antennendrähten und den Elektrodendrähten zu reduzieren. Wie in 2 gezeigt ist, sind zwei SMD-Widerstände 120 und 122 elektrisch mit jedem der hochleitfähigen Elektrodendrähten 108, 110 gekoppelt. Man glaubt allgemein, dass die SMD-Widerstände 120, 120 eine Einrichtung liefern, um die elektro-magnetische Kopplung zwischen der elektro-magnetischen Quelle (beispielsweise Antenne) und dem Elektrodendraht 108, 110 zu blockieren (oder zu zerlegen). Das heißt, dass die SMD-Widerstände 120, 122 sehr nützlich sind, um die Mikrowellenstrahlung längs der Elektrodendrähte 108, 110 zu reduzieren. Auf diese Art und Weise erlauben die SMD-Widerstände eine bestimmte Menge an Steuerung gegenüber dem Strahlungsmuster, welches durch die Antenne erzeugt wird. Weiterhin sind Drähte hoher Impedanz oder hoher Leitfähigkeit ziemlich preiswert und leicht herzustellen. Beispielsweise arbeiten Elektrodendrähte, die aus rostfreiem Stahl, die einen Durchmesser im Bereich von ungefähr 0,075 bis ungefähr 0,025 mm haben, gut. Natürlich kann der Durchmesser gemäß dem spezifisch gewählten Material variieren. Zusätzlich arbeitet in Bezug auf die SMD-Widerstände ein Widerstand zwischen ungefähr 5 und ungefähr 20 kΩ gut. In der gezeigten Darstellung beträgt der Widerstandwert des Widerstands ungefähr 15 kΩ.
Sogar, wenn das Herstellen eines Drahts mit einem hohen Widerstand mit einem kleinen Durchmesser eine Herausforderung ist, existieren einige Verfahren schon, um diesen herzustellen. Der Draht mit dem hohen Widerstand kann somit als kompletter Elektrodendraht oder als Teil des Elektrodendrahts verwendet werden. Der Draht mit dem hohen Widerstand wird vorzugsweise eng an der Mikrowellenantenne an Stellen verwendet, wo das Elektromagnetfeld vorhanden ist. Der Hochwiderstandsdraht kann durch Ablagern – auf einem dielektrischen Substrat – einer dünnen Schicht aus metallischem Material hergestellt werden, das eine geringe elektrische Leitfähigkeit hat, beispielsweise Wolfram. Da der Widerstand des Drahts umgekehrt proportional zu dessen Querschnittsbereich ist, müssen die Breite und die Dicke der metallischen Ablagerung sehr klein sein. Als Beispiel arbeiten die Breite von 0,25 mm und eine Dicke von 0,01 mm gut mit Wolfram. Der Hochwiderstandsdraht kann außerdem aus einem leitfähigen Polymer oder einem Kohlefaser-Basismaterial hergestellt sein. In jedem Fall ist der Hochwiderstandsdraht elektrisch mit den Elektrodendrähten verbunden, um in der Lage zu sein, die elektrische Aktivität des Gewebes zu registrieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Elektrodenanordnung 100 dazu verwendet, zu bestimmen, ob die Antennenanordnung 50 in der genauen Position zur Ablation ist. Das heißt, die Elektrodenanordnung 100 wird dazu verwendet, zu bestimmen, ob die Antennenanordnung, die eine Richtungskomponente hat, der richtigen Richtung zugewandt ist. Wie angemerkt ist die Antennenanordnung 50 eingerichtet, in einer ersten vorher festgelegten Richtung seitlich zu einer Seite des Katheters zu arbeiten. Die erste vorher festgelegte Richtung erstreckt sich allgemein radial von der Longitudinalachse des Katheters. Es sei jedoch angemerkt, dass dies eine Vektorrichtung ist (wie in 5B gezeigt ist), da das Feld allgemein einen größeren Ausbreitung als eine einzelne Leitung überdeckt. Bei dieser Ausführungsform werden die beiden beabstandeten Elektroden durch einen Bereich des Katheters getragen und in einer zweiten vorher festgelegten Richtung positioniert, die sich ebenfalls radial von der Longitudinalachse des Katheters erstreckt. Die zweite vorher festgelegte Richtung ist in Bezug auf die erste vorher festgelegte Richtung so positioniert, das die Elektroden 102, 104 einen Referenzpunkt bereitstellen, um die Radialposition der arbeitenden Antennenanordnung 50 in Bezug auf das ermittelte biologische Gewebe bestimmen. Beispielsweise kann, um zu bestimmen, ob das arbeitende Element dem korrekten Gewebe zugewandt ist, der Katheter 12 rund um seine Hauptachse (beispielsweise der Längsachse 105) gedreht werden, bis die Elektroden die elektrische Aktivität eines bekannten Gewebes ermitteln. Wie man schätzen wird, ist dieses Merkmal der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn die Ablationseinrichtung hinter Geweben verstreckt ist, beispielsweise während der Ablation einer hinteren Wand des Herzens während einer Prozedur mit offenen Brustkorb.
Bei einer Ausführungsform ist die zweite vorher festgelegte Position in im Wesentlichen in der gleichen Richtung wie in der ersten vorher festgelegten Richtung. Insbesondere ist die Elektrodenanordnung angeordnet, elektrische Aktivität in einer Richtung zu ermitteln, welche mit der Richtung des Elektromagnetfelds, welches durch die Antennenanordnung erzeugt wird, übereinstimmt. Gemäß 2, 3, 6 und 7 sind die Elektrodenelemente 102, 104 auf der Antennenummantelung 25 angeordnet, so dass sie im Wesentlichen mit der Längsachse 74 der Antenne 64 und der Mitte 84 des Reflektors 66 fluchten. Weiter sind die Elektrodenelemente 102, 104 auf der Antennenseite 54 der Antennenummantelung gegenüber dem Reflektor 66 angeordnet. Als Ergebnis neigen die Elektrodenelemente dazu, im Wesentlichen mit dem Richtungselektromagnetfeld ausgerichtet zu sein, welches durch die Antennenanordnung erzeugt wird, und können daher verwendet werden, sicherzustellen, dass das Richtungselektromagnetfeld in der Richtung der biologischen Zielgewebe ablatiert.
Obwohl gezeigt und beschrieben wurde, dass die Elektroden im Wesentlichen mit der Richtungskomponente der Antennenanordnung fluchten, sollte angemerkt werden, dass die Elektroden an anderen Radialpositionen um den Katheter herum positioniert sein können. Beispielsweise können die Elektroden gegenüber der Richtungskomponente positioniert sein. Das heißt, dass die Elektroden auf der Seite des Reflektors, die gegenüber der Antenne ist, angeordnet sein können. Diese Art der Anordnung kann notwendig sein, um eine Struktur zu schützen, beispielsweise einen Nerv oder ein Teil des Gehirns. Wie man es würdigen wird, liefern die Elektroden einen Referenzpunkt auf dem Katheter in Bezug auf das zu ermittelnde Gewebe.
Die Elektrodendrähte 108, 110 sind außerdem so aufgebaut, dass sie sich durch die Antennenummantelung in einer Weise erstrecken, dass die unerwünschte Kopplung zwischen den Elektrodendrähten und der Antenne, wenn die Antenne aktiviert wird, reduziert wird. Insbesondere sind die Elektrodendrähte 108, 110 so aufgebaut, dass sie sich orthogonal durch die Antennenummantelung 25 von den Elektrodenelementen 102, 104 zum distalen Ende des Reflektors 66 und longitudinal durch die Antennenummantelung 25 vom distalen Ende des Reflektors 66 zu zumindest dem proximalen Ende des Reflektors 66 erstrecken. Die Elektrodendrähte 108, 110 sind außerdem weg von der Antenne 64 und zur Reflektorseite 56 der Antennenummantelung so positioniert, dass der Reflektor 66 zwischen den Elektrodendrähten 108, 110 und der Antenne 64 angeordnet ist (beispielsweise hinter dem Reflektor). Somit neigt der Reflektor 66 dazu, die Elektrodendrähte 108, 110 von der Antenne 64 elektrisch abzuschirmen. Das heißt, es gibt im Wesentlichen keine Kopplung zwischen den Elektrodendrähten 108, 110 und der Antenne 64 zwischen dem distalen Ende 80 des Reflektors 66 und dem proximalen Ende 78 des Reflektors 66, und die elektrischen Signale neigen daher dazu, verbesserte Auflösung zu haben. Zusätzlich bleibt die Mikrowellenergie, die durch die Antenne 64 emittiert wird, längs des Antennenbereichs gut begrenzt, und die Qualität der elektrischen Signale, welche durch die Elektroden gemessen werden, bleibt adäquat.
In 2 ist außerdem gezeigt, dass die SMD-Widerstände 120, 122 am proximalen Ende 78 des Reflektors 66 angeordnet sind. Es wird jedoch allgemein angenommen, dass je enger die SMD-Widerstände an der Kopplungsquelle sind, desto effektiver sie dazu neigen, das Koppeln zu reduzieren. Daher können bei anderen Ausführungsformen die SMD-Widerstände längs der Längslänge des Reflektors angeordnet sein.
Bei einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Elektrodenanordnung 100 so angeordnet, die Impedanz zwischen den beiden Elektroden zu mes sen, um bei der Orientierung des arbeitenden Teils (beispielsweise der Antennenanordnung) zu assistieren. Bei dieser Ausführungsform wird ein Anfangsstrom an eine der Elektroden geliefert und durch die andere Elektrode zurückgebracht. Während dieses Prozesses wird die Spannung (V) über den beiden Elektroden sowie der Anfangsstrom (I) gemessen. Die Zwischenelektrodenimpedanz ist somit proportional zum Verhältnis der Spannung zum Strom (V/I). Obwohl nicht gewünscht wird, durch Theorie gebunden zu werden, wird allgemein angenommen, dass unterschiedliche Medien, die die Elektroden verbinden, dazu neigen, unterschiedliche Impedanzen zu erzeugen. Wenn beispielsweise die Elektroden in Luft sind, ist die Interelektrodenimpedanz sehr hoch, und wenn simultan die Elektroden das Gewebe berühren, ist die Interelektrodenimpedanz niedrig. Damit kann die Position der Elektrodenanordnung in Bezug auf benachbarte Gewebe durch Umordnen des Katheters sichergestellt werden, bis eine bekannte oder gewünschte Impedanz gefunden wird. Da die Position des arbeitenden Teils in Bezug auf die Position der Elektroden bekannt ist, kann das arbeitende Teil in Richtung auf das Zielgewebe genau gerichtet werden.
Ein weiteres Erfordernis von meisten Kathetern ist das, dass eine Art von Lenkmechanismen vorgesehen sein muss, um es dem Mediziner zu erlauben, den Antenennbereich des Katheters auf die genaue Lage zu richten. Bei einer bestimmten Art an Lenkung ist der Katheter in der Nähe des Zielgewebes positioniert, und das Lenksystem wird aktiviert, um die Antennenanordnung benachbart zum Zielgewebe zu bewegen. Wenn die Antennenanordnung genau positioniert ist, neigen die Elektrodenelemente dann dazu, ein sehr scharfes Signal zu haben, und daher kann das Gewebe durch die Antennenanordnung ablatiert werden. Lenkmechanismen sind durch den Stand der Technik bekannt und werden aus Gründen der Kürze nicht ausführlich beschrieben.
Wie man aus der obigen Ausführungsform ersehen kann, sind die Vorteile der Elektrodenanordnung zahlreich. Unterschiedliche Ausführungsformen oder Durchführungen können einen oder mehrere der folgenden Vorteile aufweisen. Ein Vorteil der Elektrodenanordnung ist, dass die Position einer Seite des Katheters durch einen Chirurgen bestimmt werden kann. Als Ergebnis kann der Chirurg den Katheter handhaben, um sicherzustellen, dass dieser in der passenden Position zur Ablation ist. Damit kann die Energie zum Ablatieren in Richtung auf das Zielgewebe bevorzugt zum umgebenden Gewebe gerichtet werden. Dies ist besonders wichtig, wenn das Elektromagnetfeld im Wesentlichen einer Richtung emittiert wird. Ein weiterer Vorteil der Elektrodenanordnung ist, das die Elektroden keinen großen Raum einnehmen und daher an Positionen angeordnet werden können, auf die bei bekannten Elektroden nicht zugegriffen werden konnte.
Der Fachmann wird schnell es würdigen, dass die ausführliche Beschreibung der Elektrodenanordnung, die hier angegeben wurde, in Bezug auf die Figuren lediglich beispielhaften Zwecken dient, da sich die Erfindung über diese einschränkenden Ausführungsformen erstreckt. Obwohl beispielsweise die Erfindung hinsichtlich des oben beschriebenen Mikrowellen-Ablationskatheters beschrieben wurde, soll in Betracht gezogen werden, dass die Erfindung bei jedem geeigneten Ablationskatheter sowie bei anderen geeigneten Ablationseinrichtungen (beispielsweise chirurgischen Werkzeugen) ausgeübt werden kann. Es sei angemerkt, dass obiges unabhängig davon gilt, ob das Elektromagnetfeld, welches durch die Einrichtung erzeugt wird, gerichtet ist (beispielsweise seitlich oder vor einem Katheter) oder nicht gerichtet ist (beispielsweise ein peripher sich erstreckendes Feld) oder ob die Frequenz des Elektromagnetfelds im Mikrowellenspektrum oder anderen Spektren liegt, beispielsweise infrarot, sichtbar, ultraviolett oder dgl.. Außerdem wird in Betracht gezogen, dass die Ablationsenergien anders als die, die durch Elektromagnetfelder gebildet werden, gemeinsam mit der beschriebenen Elektrodenanordnung verwendet werden können. Beispielsweise können Laser, Cryogenics, Ultraschall-Druckwellen, Funkfrequenzströme und dgl. verwendet werden. Weiterhin wird erwogen, dass die Elektrodenanordnung bei einem arbeitenden Teil verwendet werden kann, welches eingerichtet ist, in einer bestimmten Richtung seitlich zu einer Seite eines Katheters oder chirurgischen Werkzeugs zu arbeiten. Beispielsweise kann das arbeitende Teil ein Arzneiliefereinrichtung, eine Probenwiederauffindungseinrichtung, ein räumlicher Markierer Und/oder dgl. sein.
Bei einer Ausführungsform wird der oben beschriebene Katheter zum Ablatieren von Herzgeweben verwendet. Mehrere Herzprozeduren werden nun erläutert. Diese Prozeduren sind allgemein durch den Stand der Technik bekannt und werden aus Gründen der Kürze nicht ausführlich beschrieben. Außerdem sollte verstanden sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese bestimmten Prozeduren beschränkt ist und dass die vorliegende Erfindung bei anderen Bereichen des Herzens ebenfalls angewandt werden kann. Bei einer Ausführungsform wird der Katheter dazu verwendet, Istmus zwischen der trikuspidalen Klappe und der unteren Venenhöhle des Herzens zu ablatieren, um atriales Flattern vom Typus 1 zu behandeln. Bei einer anderen Ausführung wird der Katheter dazu verwendet, geradlinige Wunden zwischen Lungenvenen des Herzens zu bilden, um atriale Fibrilierung zu behandeln. Bei einer noch weiteren Ausführung wird der Katheter dazu verwendet, geradlinige Wunden auf der hinteren oder seitlichen Wand des rechten Atriums von oben zur unteren Venenausnehmung des Herzens zu erzeugen, um atriales Flattern des Typus II und/oder atriales Fibrillieren zu behandeln.
Bei einer weiteren Ausführung wird der Katheter im rechten Atrium verwendet, um den Istmus zwischen der unteren Kavavene zu ablatieren, um Flattern des Typus I zu behandeln. Bei einer weiteren Ausführung wird der Katheter im rechten Atrium verwendet, um die seitliche rechte freie Wand zwischen den oberen und den unteren Kavavenen zu ablatieren, um atypisches Flattern zu behandeln. Bei einer noch weiteren Ausführung wird der Katheter im rechten Atrium verwendet, um eine Ablation von der Cristae-Terminallis zur ovalen Höhle zu erzeugen, um jegliche Makro-Reentry-Kreise im rechten Atrium zu stoppen. Bei einer zusätzlichen Ausführung wird der Katheter dazu verwendet, die hintere Wand des linken Atriums zu ablatieren, um eine Ablation zu erzeugen, um jegliche Lungenwenden zusammen zu verbinden, um eine von paraoxysmaler Fibrillierung und chronischer atrialer Fibrillierung zu behandeln. Bei einer anderen Ausführung wird der Katheter dazu verwendet, die hintere Wand des linken Atrium zu ablatieren, um eine Ablation zu erzeugen, um jede der oberen Lungenvenen mit dem Eingang des linken Ansatzes zu verbinden, um jegliche der Makro-Reentry Weise im linken Atrium zu vermeiden. Bei einer noch weiteren Ausführung wird der Katheter dazu verwendet, ventrikulare Wand zu ablatieren, um ventrikulare Tachykardie zu behandeln.
Bei einer weiteren Ausführung wird der Katheter epikardial verwendet, die oberen und unteren rechten Lungenvenen vom Atrium elektrisch zu isolieren, um eines von paraoxysmaler, wiederkehrender atrialer Fibrillierung und chronischer Fibrillierung zu behandeln. Bei einer anderen Ausführung wird der Katheter epikardial verwendet, um die oberen und unteren linken Lungenvenen vom Atrium elektrisch zu isolieren, um eines von paraoxysmaler, wiederkehrender atrialer Fibrillierung und chronische Fibrillierung zu behandeln. Bei einer weiteren Ausführung wird der Katheter epikardial verwendet und längs des Quersinus eingeführt, um eine Ablation zwischen den rechten und linken oberen Lungenvenen zu erzeugen, um paraoxysmale, wiederkehrende atriale Fibrillierung oder chronische atriale Fibrillierung zu behandeln.
Bei einer von weiteren Ausführung wird der Katheter epikardial verwendet, um eine Ablation zwischen einer der linken Lungenvenen zum linken Ansatz zu erzeugen, um jegliche Makro-Reentry-Kreise im linken Atrium zu vermeiden. Bei einer zusätzlichen Ausführung wird der Katheter epikardial verwendet, um eine Ablation zwischen oberen und unte ren Kavavenen zu erzeugen, um jegliche Makro-Reentry-Kreise im rechten Atrium zu vermeiden.
Ein spezielles Beispiel zur Verwendung des beschriebenen Katheters bei einer kardialen Ablationsprozedur wird nun beschrieben. In diesem Beispiel kann der Katheter durch die Oberschenkelschlagader oder ein anderes geeignetes Gefäß und in den geeigneten Bereich des Herzens geführt werden. Gemäß 9 wird, um arterielles Flattern des Typus I zu behandeln, die Antennenanordnung 50 üblicherweise in das rechte Atrium 201 des Herzens 200 in der Nähe der Trikuspidalklappe 202 geführt, wobei der Katheter 12 durch die untere Venenhöhle 204 gelenkt wird. Die Elektrodenanordnungen 100 werden allgemein elektrische Signale in den benachbarten Bereich des Herzens ermitteln, die es dem Mediziner erlauben, die geeignete Ablationsposition zu bestimmen. Der Katheter 12 kann zurückgezogen werden oder weiter eingeführt werden, wenn notwendig, um die Antennenanordnung genau für die Ablationsprozedur auf der Basis dieser elektrischen Signale zu positionieren. In diesem Beispiel wird der Mediziner, wenn er ein starkes Signal von den Elektrodenanordnungen 100 empfängt, erkennen, dass sich die Richtungskomponente der Antennenanordnung 50 in der geeigneten Richtung zur Ablation befindet.
Wenn die Antennenanordnung 50 am Ziel-Istmus 206 genau positioniert ist, wird elektro-magnetische Energie an die koaxiale Übertragungsleitung angelegt, um Ablation zu ermöglichen. Istmus-Ablation ist notwendig, atriales Flattern des Typus I zu behandeln. Während der Ablationsprozedur sowie, nachdem die Operation abgeschlossen ist, können die Elektroden 100 verwendet werden, den Ablationsprozess sowie die Ergebnisse zu überwachen. Wenn gewünscht kann der Katheter 12 weiter nach der Ablationsprozedur positioniert werden, um die Nachprozedurabbildung oder mehr Ablation zu erleichtern.
Obwohl die Erfindung hinsichtlich eines Mikrowellen-Ablationskatheters für kardiale Anwendungen beschrieben wurde, soll gewürdigt werden, das die vorliegende Erfindung auch in einer breiten Vielfalt nicht kardialer Ablationsanwendungen ebenfalls verwendet werden kann. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung bei meisten Prozeduren in Bezug auf die Ablation von biologischen Geweben in Organen, beispielsweise dem Herz (beispielsweise kardial), dem Gehirn, (beispielsweise zerebral), der Prostata, dem Magen, der Leber, den Därmen und dgl. verwendet werden.
Obwohl lediglich wenige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben wurden, sollte außerdem verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung bei vielen anderen speziellen Formen ausgeübt werden kann, ohne den Rahmen der Er findung zu verlassen. Solches haben die Antenne und Elektrodenanordnungen oberhalb des Gebiets von Mikrowellen-Ablationskathetern. Beispielsweise könnte die Antenne und Elektrodenanordnung ebenfalls in einem breiten Bereich chirurgischer Einrichtungen Verwendung finden. Es wird außerdem erwogen, dass die Katherausbildung breit modifiziert werden kann, ohne den Rahmen dieser Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Elektrodenanordnung aus einem einzelnen Elektrodenelement oder mehreren Elektrodenelementen gebildet sein. Zusätzlich könnte die beschriebene Elektrodenanordnung bei einer breiten Vielfalt von Ablationseinrichtungen verwendet werden, einschließlich HF-Kathetern, Cryoablationskathetern, Laser-Kathetern oder Ultraschall-Kathetern und verschiedenen chirurgischen Instrumenten.
Daher werden die vorliegenden Beispiele lediglich als beispielhaft angesehen und nicht als beschränkend, so dass die Erfindung nicht auf die hier angegebenen Details beschränkt ist, sondern innerhalb des Rahmens der beigefügten Ansprüche.

Claims

Medizinische Einrichtung, welche aufweist: eine Übertragungsleitung, welche zur Übertragung von elektro-magnetischer Energie geeignet ist; eine Antenne, welche mit der Übertragungsleitung gekoppelt ist und aufgebaut ist, ein elektro-magnetisches Feld zu erzeugen, welches ausreichend stark ist, Gewebeablation zu bewirken, wobei die Antenne eine Längsachse aufweist; und einen Reflektor, der eingerichtet ist, mit der Übertragungsleitung elektrisch gekoppelt zu sein, wobei der Reflektor seitlich zu einer ersten Seite der Antenne angeordnet ist und aufgebaut ist, einen Bereich des elektro-magnetischen Feldes zu einer zweiten Seite der Antenne gegenüber dem Reflektor umzuleiten, wobei eine Majorität des elektro-magnetischen Felds weg von der zweiten Seite der Antenne gerichtet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Reflektor eine bogenförmige Form hat, die in Richtung zur Antenne hin sich erweitert.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die außerdem aufweist: ein flexibles rohrförmiges Teil, in welchem ein Lumen ist, und angepasst ist, in ein Gefäß im Körper eines Patienten eingeführt zu werden; und wobei die Übertragungsleitung eine koaxiale Übertragungsleitung ist, die innerhalb des Lumens des flexiblen rohrförmigen Teils angeordnet ist, wobei die koaxiale Übertragungsleitung einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist, die zur Übertragung von elektro-magnetischer Energie geeignet sind; und wobei die Antenne elektrisch mit dem Innenleiter der koaxialen Übertragungsleitung gekoppelt ist, wobei die Antenne in bezug auf den Innenleiter distal positioniert ist, und wobei der Reflektor elektrisch leitfähig und elektrisch mit dem Außenleiter der koaxialen Übertragungsleitung gekoppelt ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die außerdem eine Antennenhülle aufweist, um die Antenne und den Reflektor einzukapseln und angepasst ist, in ein Gefäß im Körper eines Patienten eingeführt zu werden.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung eines von einem Katheter oder einem chirurgischen Werkzeug ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Übertragungsleitung eine koaxiale Übertragungsleitung ist, welche einen Innenleiter und einen Außenleiter hat, die zur Übertragung von elektro-magnetischer Energie geeignet sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: der Reflektor und die Antenne sich im Wesentlichen parallel in Längsrichtung von der Übertragungsleitung erstrecken; die Längsachse der Antenne gegenüber der Längsachse der Übertragungsleitung in einer Richtung weg vom Reflektor versetzt ist; und das distale Ende des Reflektors sich längs zu um das distale Ende der Antenne erstreckt.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reflektor einen Bogenwinkel zwischen 90 und 180° hat.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die außerdem eine Impedanzanpassungseinrichtung aufweist, um die Impedanz zwischen der Antenne und der koaxialen Übertragungsleitung anzupassen.
Einrichtung nach Anspruch 9, wobei die Impedanzanpassungseinrichtung zwischen der Antenne und dem Innenleiter angeordnet ist, und wobei die Impedanzanpassungseinrichtung eines ist von einem Kondensator, Widerstand, Induktivität, Abstimmstichleitung oder Übertragungsstichleitung.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die außerdem eine Elektrodenanordnung aufweist, um elektrische Aktivität biologischer Gewebe innerhalb des Körpers des Patienten abzutasten, wobei die Elektrodenanordnung in einer vorher festgelegten Richtung positioniert ist, welche relativ zur Richtung des elektro-magnetischen Felds ist, wobei die Elektrodenanordnung einen Referenzpunkt bereitstellt, um die Position des elektromagnetischen Felds in Bezug auf abgetastete biologische Gewebe innerhalb des Körpers des Patienten zu bestimmen.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Frequenz des elektro-magnetischen Felds im Mikrowellenbereich liegt.
Einrichtung nach Anspruch 1, die außerdem aufweist: ein Trägerteil, welches eingerichtet ist, in den Körper eines Patienten eingeführt zu werden, und welches eine Längsachse aufweist; ein Arbeitsteil, welches durch das Trägerteil getragen wird und die Übertragungsleitung, die Antenne und den Reflektor aufweist, wobei das Arbeitsteil eingerichtet ist, in einer ersten vorher festgelegten Richtung seitlich zur Seite des Trägerteils zu arbeiten, wobei sich die erste vorher festgelegte Richtung radial von der Längsachse des Trägerteils erstreckt; und eine Elektrodenanordnung, um elektrische Aktivität biologischer Gewebe innerhalb des Körpers des Patienten abzutasten, wobei die Elektrodenanordnung durch das Trägerteil getragen wird und in einer zweiten vorher festgelegten Richtung positioniert ist, die relativ zur ersten vorher festgelegten Richtung ist, wobei sich die zweite vorher festgelegte Richtung radial von der Längsachse des Trägerteils erstreckt, wobei die Elektrodenanordnung einen Referenzpunkt bereitstellt, um die Position des Arbeitsteils in Bezug auf abgetastete biologische Gewebe innerhalb des Körpers des Patienten zu bestimmen.
Einrichtung nach Anspruch 11 oder 15, wobei die Elektrodenanordnung ein Paar von voneinander beabstandeten und elektrisch isolierten Elektroden aufweist, die benachbart zueinander auf dem Trägerteil angeordnet sind.
Einrichtung nach Anspruch 14, wobei die Elektrodenanordnung außerdem zwei elektrisch isolierte Elektrodendrähte aufweist, welche sich durch das Trägerteil erstrecken, wobei jeder Elektrodendraht elektrisch mit einer verknüpften Drahtelektrode gekoppelt ist.
Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Elektroden eingerichtet sind, sich Seite an Seite längs relativ zum Trägerteil zu erstrecken und Mittellinien haben, welche sich radial von der Längsachse des Trägerteils erstrecken, wobei die Mittellinien einen Winkel dazwischen haben, der kleiner ist als ungefähr 45°.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Elektroden eine Länge und eine Breite haben, wobei die Länge wesentlich größer ist als die Breite.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei jeder der Elektrodendrähte elektrisch mit einem damit verknüpften Flächenmontagewiderstand gekoppelt ist, wobei die Flächenmontagewiderstände eingerichtet sind, das Koppeln von elektro-magnetischer Energie längs des Elektrodendrahts zu reduzieren und wobei jeder der Elektrodendrähte von einem Material mit hohem Widerstand gebildet ist, wobei das Material mit dem hohen Widerstand eingerichtet ist, das Koppeln von elektro-magnetischer Energie längs des Elektrodendrahts zu reduzieren.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17 und 18, wobei die Elektrodenanordnung zwischen dem proximalen und dem distalen Ende des Arbeitsteils angeordnet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die zweite vorher festgelegte Position im Wesentlichen die gleiche Richtung wie die erste vorher festgelegte Richtung ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die zweite vorher festgelegte Richtung in einer Richtung entgegengesetzt zur ersten vorher festgelegten Richtung ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung verwendet wird, geradlinige Wunden zu bilden.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung verwendet wird, um biologische Gewebe zu behandeln, einschließlich eines von einem Herzen, einem Gehirn, einer Prostata, eines Magens, einer Leber oder eines Darms.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung verwendet wird, Gewebe zu ablatieren, atriales Flattern vom Typus I, atriales Fibrillieren, atriales Flattern vom Typus II, atypisches Flattern, ventrikuläres Herzjagen, anfallsartiges rückfallartiges atriales Fibrilieren oder chronisches Fibrillieren zu behandeln.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung verwendet wird, eine Ablation zwischen einer von den linken Lungenvenen zum linken Anhang epikardial zu erzeugen, um irgendwelche Makro-Reentry-Kreise im linken Atrium zu vermeiden.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung verwendet wird, eine Ablation zwischen den oberen und inneren Kava-Venen epikardial zu erzeugen, um jegliche Makro-Reentry-Kreise im rechten Atrium zu vermeiden.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Katheter im rechten Atrium verwendet wird, um eine Ablation von Cristaterminalis und Fossa-Ovalis zu erzeugen, um irgendwelche Makro-Reentry-Kreise im rechten Atrium zu stoppen.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Katheter verwendet wird, die hintere Wand des linken Atriums zu ablatieren, um eine Ablation zu erzeugen, um eine der oberen Lungenvenen mit dem Eingang des linken Anhangs zu verbinden, um jegliche Makro-Reentry-Kreise im linken Atrium zu vermeiden.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei sich der Reflektor längs erstreckt und wobei der sich in Längsrichtung erstreckende Reflektor im Wesentlichen parallel mit der Längsachse der Antenne positioniert ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Reflektor und die Antenne sich längs von der Übertragungsleitung erstrecken, und wobei das distale Ende des Reflektors sich längs zu um das distale Ende der Antenne erstreckt.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Längsachse der Antenne gegenüber der Längsachse der Übertragungsleitung in einer Richtung weg vom Reflektor versetzt ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Reflektor aus einem rostfreiem Stahlnetz oder -Folie gebildet ist, die eine Silberschicht aufweist, die auf seiner inneren Umfangsfläche gebildet ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Hauptteil des elektro-magnetischen Felds weg von der zweiten Seite der Antenne in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Antenne gerichtet ist.