DE69722840T2

DE69722840T2 - Rutschfeste, feldfokussierende Ablationskatheterelektrode

Info

Publication number: DE69722840T2
Application number: DE69722840T
Authority: DE
Inventors: David Shoreview Lipson
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2017-03-14
Also published as: EP0797956A3; DE69722840D1; EP0797956B1; US5779699A; EP0797956A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet der Elektrophysiologie und insbesondere auf eine verbesserte, rutschfeste feldfokussierende Ablationskatheter-Elektrode.
Die Symptome eines anomalen Herzrhythmus werden im Allgemeinen als kardiale Arrhythmien bezeichnet, wobei ein anomal langsamer Rhythmus als eine Bradykardie klassifiziert wird, während ein anomal schneller Rhythmus als eine Tachykardie bezeichnet wird. Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von Tachykardien, die häufig durch das Vorhandensein einer "arrhythmogenen Stelle" oder einer "akzessorischen atrioventrikulären Leitungsbahn" in der Umgebung der inneren Oberfläche einer der Kammern des Herzens verursacht werden. Das Herz enthält eine Anzahl normaler Leitungsbahnen, die für die Ausbreitung der Signale verantwortlich sind, die für die normale elektrische und mechanische Funktion notwendig sind. Das Vorhandensein arrhythmogener Stellen oder akzessorischer Leitungsbahnen kann die normalen Leitungsbahnen umgehen oder kurzschließen, dies führt potenziell zu sehr schnellen Herzkontraktionen, die als Tachykardien bezeichnet werden. Die Tachykardien können als ventrikuläre Tachykardien (VTs) und supraventrikuläre Tachykardien (SVTs) definiert werden. Die VTs entstehen im linken oder rechten Ventrikel, wobei sie typischerweise durch arrhythmogene Stellen verursacht werden, die einem früheren Myokardinfarkt zugeordnet sind. Die SVTs entstehen in den Vorhöfen, wobei sie typischerweise durch eine akzessorische Leitungsbahn verursacht werden.
Die Behandlung sowohl der ventrikulären als auch der supraventrikulären Tachykardien kann durch eine Vielzahl von Zugängen ausgeführt werden, einschließlich Arzneimittel, Chirurgie, implantierbare Schrittmacher/Defibrillatoren und Katheterablation der Leitungsbahn. Obwohl die Arzneimittel für viele Patienten die Behandlung der Wahl sein können, verdecken sie doch nur die Symptome und heilen die zugrundeliegende Ursache nicht. Die implantierbaren Vorrichtungen korrigieren lediglich die Arrhythmie, nachdem sie aufgetreten ist. Im Gegensatz dazu heilen die chirurgischen und kathedergestützten Behandlungen das Problem tatsächlich, normalerweise durch Ablation des anomal arrhythmogenen Gewebes oder der akzessorischen Leitungsbahn, die für die Tachykardie verantwortlich sind. Die kathedergestützten Behandlungen stützen sich auf die Anwendung verschiedener destruktiver Energiequellen auf das Zielgewebe, einschließlich elektrischer Gleichstromenergie, elektrischer Hochfrequenzenergie, Laser-Energie und dergleichen.
Die Hochfrequenz-Ablationsprotokolle (HF-Ablationsprotokolle), die sich bei der Tachykardie-Behandlung als in hohem Grade effektiv erwiesen haben und dabei den Patienten minimalen Nebenwirkungen und Risiken aussetzen, sind für die vorliegende Erfindung von speziellem Interesse. Die Hochfrequenz-Katheterablation wird im Allgemeinen nach einem anfänglichen Abbildungsverfahren ausgeführt, bei dem die Orte der arrhythmogenen Stellen und der akzessorischen Leitungsbahnen bestimmt werden. Nach der Abbildung wird ein Katheter mit einer geeigneten Elektrode in die entsprechende Herzkammer eingeführt und manipuliert, so dass die Elektrode unmittelbar am Zielgewebe liegt. Dann wird die Hochfrequenzenergie mittels der Elektrode auf das Herzgewebe angewendet, um einen Bereich des Gewebes abzutragen, das einen Teil der arrhythmogenen Stelle oder der akzessorischen Leitungsbahn bildet. Durch das erfolgreiche Zerstören dieses Gewebes können die anomalen Signalisierungsmuster, die für die Tachykardie verantwortlich sind, nicht aufrechterhalten werden. Ein Verfahren und ein System, mit denen eine HF-Ablation durch Steuerung der Temperatur an der Ablations-Stelle ausgeführt werden können, ist im US-Patent Nr. 5.573.533, eingereicht am 10. April 1992, mit dem Titel "Method and System for Radiofrequency Ablation of Cardiac Tissue" beschrieben.
Ein Standard-HF-Ablationskatheter ist außerdem in WO 92/02272 offenbart.
Die bei der HF-Ablation verwendeten Katheter werden in die Hauptvene oder -arterie eingeführt, normalerweise im Hals- oder Leistenbereich, und in die Kammern des Herzens durch geeignete Manipulation durch die Vene oder Arterie geführt. Die Spitze des Katheters muss durch den Anwender vom proximalen Ende des Katheters manipulierbar sein, so dass die distale Elektrode gegen den abzutragenden Gewebebereich positioniert werden kann. Der Katheter muss sehr viel Flexibilität besitzen, um der Leitungsbahn der Hauptblutgefäße in das Herz zu folgen, wobei der Katheter die Anwendermanipulation der Spitze erlauben muss, selbst wenn sich der Katheter in einer gekrümmten und verdrehten Konfiguration befindet. Infolge des für die richtige Positionierung der Spitzenelektrode erforderlichen hohen Grades an Präzision muss der Katheter mit einem hohen Grad von Empfindlichkeit und Steuerbarkeit manipulierbar sein. Außerdem muss der distale Abschnitt des Katheters ausreichend elastisch sein, damit er gegen die Wand oder den Ventrikel positioniert und während der Ablation in einer Position gehalten werden kann, ohne durch die Bewegung des schlagenden Herzens verschoben zu werden. Zusammen mit der Steuerbarkeit, Flexibilität und Elastizität muss der Katheter einen ausreichenden Grad von Torsionssteifigkeit besitzen, um die Anwendermanipulation vom proximalen Ende zu erlauben.
Steuerbare Katheter sind für die Verwendung einer Vielzahl von medizinischen Verfahren bekannt. Siehe z. B. US-Patente Nr. 4.998.916 an Hammerslag, 4.944.727 an McCoy, 4.838.859 an Strassmann, 4.826.087 an Chinery, 4.753.223 an Bremer, 4.685.457 an Donenfeld, 3.605.725 an Bentov, 3.470.876 an Barchilon und 4.960.134 an Webster Jr. Typischerweise verwenden derartige Katheter mehrere Steuerungsdrähte, normalerweise drei oder vier, die sich von einem Steuerungsmechanismus am proximalen Ende des Katheters zu einem Ankerpunkt am distalen Ende des Katheters erstrecken. Durch das Spannen bestimmter der Steuerungsdrähte unter Verwendung des Steuermechanismus kann die Spitze des Katheters in einer gewünschten Richtung manipuliert werden. Außer dass die bekannten Katheter in der Seitenrichtung steuerbar sind, wird die weitere Positionierung der bekannten Katheter durch das Drehen des Katheters als Ganzes um seine Längsachse ausgeführt, typischerweise durch das Drehen oder Verdrehen des proximalen Endes des Katheters. Dies übt ein Drehmoment längs der Länge des Katheters aus, das in eine Drehbewegung am distalen Ende umgesetzt wird, dies erlaubt, dass eine seitlich abgelenkte distale Spitze gedreht wird.
Eine Verbesserung eines derartigen steuerbaren HF-Ablationskatheters ist im übertragenen US-Patent Nr. 5.318.525 an West u. a. offenbart und in 1 im Allgemeinen dargestellt. Ein geformter Griff 24 ist an die Zugdrähte innerhalb des Katheterkörpers 10 gekoppelt, um den distalen Abschnitt 16 des Katheterkörpers 10 in eine Krümmung abzulenken, um die grobe Positionierung der HF-Ablationsspitzenelektrode 20 an einer Stelle im Ventrikel 140 eines Patientenherzens zu unterstützen. Wie in 1 dargestellt ist, ist die distale Spitzenelektrode 20 durch eine perkutane Einführung in eine Vene vorgeschoben und transvenös den Ventrikel 140 vorgeschoben worden. Der distale Abschnitt 16 im rechten Ventrikel 140 ist durch die Manipulation oder Formgebung des Griffs 24 in die Krümmung geformt, wobei die grobe Positionierung durch das Drehen des ganzen Griffs 24 und des Katheterkörpers 10 erreicht wird, um mit der Spitzenelektrode auf die abzutragende Stelle zu zielen. Die Feinpositionierung an der Stelle wird erhalten, während der Drehmomentring 30 gedreht wird, wie im '525-Patent beschrieben ist. Der Vorschub und die Drehung des Katheterkörpers 10 wird mit der Unterstützung der Fluoroskopie ausgeführt. Die Feinpositionierung in Bezug auf eine spezifische Leitungsbahn-Stelle wird überwacht, indem die elektrischen Signale von der Stelle überwacht werden, die innerhalb des Leitungskörpers 10 die elektrischen Leiter entlang geleitet werden, und durch Abbildung bestimmt wird, dass die Leitungsbahn ein Elektrogramm zeigt, das zeitlich früher als das benachbarte Herzgewebe ist. Wenn sich die Spitzenelektrode 20 an der gewünschten Stelle befindet, wird durch den Verbinder 32 und durch die Leiter innerhalb des Katheterkörpers 10 die HF-Energie von einer Quelle an die Spitzenelektrode 20 angelegt.
In diesem Verfahren ist es wichtig, dass die Spitzenelektrode an der genauen Stelle positioniert bleibt und während der Lieferung der HF-Ablationsenergie nicht rutscht. Wenn die Spitzenelektrode im Gebrauch rutscht, dann beschädigt die HF-Energie Leitungsbahnen, die benötigt werden, damit der immanente Sinus-Herzrhythmus aufrechterhalten wird, oder sie unterbricht anders gewünschte Leitungsbahnen ungünstig oder sie beschädigt anderes Herzgewebe.
Es ist vorgesehen, dass sich die typische halbkugelförmigen Spitzenelektrode am Endocardium bzw. Endocard abstützt, während sie beim Ablationsverfahren verwendet wird, um in irgendeiner Tiefe im Myocardium bzw. Myocard abhängig von dem angelegten HF-Energieniveau eine Läsion zu erzeugen. Die typische Spitzenelektrode ist im US-Patent Nr. 5.281.218 an Imran durch eine nadelförmige Spitzenelektrode ersetzt. Es ist dargelegt, dass sich die nadelförmige Spitzenelektrode in relativ dicke Bereiche des Myocardiums erstrecken kann, um eine Läsion zu erzeugen, die, wie postuliert ist, tiefer ist, als unter Verwendung der herkömmlichen Elektrodenposition ausgeführt werden kann, die sich am Endocardium abstützt. Während das Rutschen beseitigt werden kann, ist es sekundär, das tiefe Eindringen in das Myocardium zu erreichen. Das tiefe Eindringen ist sorgfältig zu überwachen, da die Nadelspitze durch ein dünnes Septum gehen könnte. Die nadelförmige eindringende Elektrode vergrößert die Stromdichte und die lokalisierte Erwärmung des benachbarten Blutes und Gewebes, wobei sie zum Schweißen der Spitzenelektrode innerhalb des durchdrungenen Gewebes führen kann, das die Entfernung schwierig macht. Bei der hohen Stromdichte steigt die Temperatur schnell an, was zum Kochen und zur Gerinnung des Blutes und außerdem zum Verkohlen des Gewebes führt, wenn sie nicht schnell abgeschaltet wird. Im Ergebnis sind praktisch nur kleine Läsionen möglich, wobei diese Form der Elektrode keine Unterstützung gewonnen hat.
Die Sorgen bezüglich Blutgerinnung und der Gewebeverkohlung gelten auch für die typischen Spitzen von HF-Ablationskathetern. Um die Blutgerinnung und die Verkohlung des Gewebes zu begrenzen, sind Temperatur- oder Impedanz-Überwachungssysteme erfunden wurden, um die Temperatur an der Spitzenelektrode oder die Impedanz der Gewebe/Elektrode-Schnittstelle zu überwachen und die HF-Energiequelle auszuschalten, wenn die lokale Temperatur der Spitzenelektrode eine Temperaturschwelle überschreitet oder wenn die Gewebe/Elektrode-Impedanz über eine Impedanzschwelle zunimmt. Die Impedanz nimmt mit der Bildung einer Schicht geronnenen Blutes ("Koagulum") über der ungeschützten Elektrodenoberfläche schnell zu. Im Gewebe unter der Elektrode am Verbindungspunkt zum isolierenden Katheterkörper entwickeln sich außerdem Temperatur-Krisenherde. Diese Krisenherde an der Spitzenelektrode können eine unregelmäßige Erwärmung des Gewebes durch die Ablationsenergie verursachen. Während das Impedanz- oder Temperatur-Überwachungssystem durch das Ausschalten der HF-Energie reagieren kann, kann das Verfahren dann ineffizient sein, um eine Läsion mit ausreichender Größe oder Tiefe zu schaffen.
Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Probleme des Rutschens der Spitzenelektrode eines HF-Ablationskatheters zu überwinden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes HF-Feld-Fokussierungsmuster in einer Spitzenelektrode eines HF-Ablationskatheters zu schaffen und die lokalisierten Temperaturerhöhungen zu verringern, die zur Blutgerinnung oder Gewebeverkohlung führen.
Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden durch einen HF-Ablationskatheter gelöst, wie er in den unabhängigen Ansprüchen 1, 3 und 8 definiert ist.
Es wird erwartet, dass die vorliegende Erfindung das Eintreten des Rutschens der distalen HF-Spitzenelektrode verringert und die HF-Energie in den Lieferungs-Leitungsbahnen konzentriert, die sich distal und axial der distalen Spitzenelektrode tief in das Myocardium erstrecken. Die Umleitung der Energie ist in einem Elektrode/Gewebe-Schnittstellenbereich vorteilhaft, der sich typischerweise relativ tief in der typischen halbkugelförmigen Spitzenelektrode des Ablationskatheters befindet.
Außerdem wird erwartet, dass die durch den äußeren Umriss bereitgestellten Stege einen verbesserten Wärmeaustausch mit dem Blut, das an der Elektrode vorbeifließt, wenn das Herz schlägt, und eine effektivere Kühlung der Spitzenelektrode bereitstellen, und dadurch die Bildung eines Koagulums verringern.
Andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden leicht erkannt, da dieselben unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, die lediglich beispielhaft gegeben ist, verstanden werden, wenn sie im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung betrachtet wird, in der gleiche Bezugszeichen in allen Figuren gleiche Teile bezeichnen, und worin:
1 eine schematische Veranschaulichung der Positionierung eines steuerbaren Katheters in das Herz des Patienten ist;
2 eine Vorderansicht eines steuerbaren Katheters einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist, der eine rutschfeste, feldfokussierende distale Spitzenelektrode besitzt;
3 eine längs der Linien 3-3 nach 2 genommene Querschnittsansicht des Katheterkörpers ist;
4 eine längs der Linien 4-4 nach 2 genommene Querschnittsansicht des Katheterkörpers ist;
5 eine vergrößerte Seitenansicht im Querschnitt des Katheterkörpers und der distalen Spitzenelektrode ist, die gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geformt ist;
6 eine Einzelheit nach 5 ist, die die weggeschnittenen Facettenwinkel der Spitzenelektrode veranschaulicht;
7 eine Endansicht der Spitzenelektrode der ersten Ausführungsformen nach den 2, 5 und 6 ist;
8 eine vergrößerte Seitenansicht im Querschnitt des Katheterkörpers und der distalen Spitzenelektrode ist, die gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geformt ist;
9 eine vergrößerte Seitenansicht im Querschnitt des Katheterkörpers und der distalen Spitzenelektrode ist, die gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geformt ist; und
10 eine Seitenansicht im Querschnitt eines distalen Spitzenabschnitts des Katheterkörpers ist, der eine distale Spitzenelektrode besitzt, die gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geformt ist.
Die vorliegende Erfindung ist in einem steuerbaren Katheter des Typs verkörpert, der im '525-Patent beschrieben ist, auf das oben Bezug genommen worden ist. Es ist jedoch selbstverständlich, dass die rutschfeste feldfokussierende Ablationselektrode in irgendeinem Ablationskatheter irgendeines Typs in Ersetzung für die häufig verwendeten glatt abgerundeten oder kegelförmigen Spitzenelektroden implementiert sein kann.
In 2 umfasst ein gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruierter steuerbarer Katheter 8 eine Welle 10, die ein distales Ende 12 und ein proximales Ende 14 besitzt. Ein Spitzenabschnitt 16 ist am distalen Ende 12 der Welle 10 an einem stumpfen Stoß 18 eingeschmolzen. Eine Spitzenelektrode 20 ist am distalen Ende des Spitzenabschnitts 16 angebracht, wobei die Bandelektroden 22 am Spitzenabschnitt 16 proximal zur Spitzenelektrode 20 angeordnet sind. Ein (nicht gezeigtes) Thermoelement befindet sich am distalen Ende des Spitzenabschnitts 16 und im thermischen Kontakt mit der Spitzenelektrode 20. Das proximale Ende 14 der Welle 10 ist durch die Zugentlastung 26 am Griff 24 angebracht. Der Griff 24 enthält in seinem mittleren Abschnitt einen formbaren Körper 28. Ein Drehmomentring 30 ist distal vom formbaren Körper 28, wie in 2 gezeigt ist, oder proximal von ihm um den Griff 24 angeordnet. Am proximalen Ende des Griffs 24 befindet sich ein elektrischer Verbinder 32, um die Spitzenelektrode 20, die Bandelektroden 22 und das Thermoelement mit der HF-Leistungs-, der Abbildungs- und/oder der Temperaturmess-Ausrüstung zu verbinden. Der Spitzenabschnitt 16 ist, wie in 3 veranschaulicht ist, unter Verwendung des formbaren Griffs 24 flexibel und in verschiedene Konfigurationen seitlich ablenkbar.
In den 2, 3 und 5 umfasst die Welle 10 eine äußere Umhüllung 34, die aus Nylon, Urethan oder einem anderen Kunststoff sein kann. Wie in den 3 und 5 gezeigt ist, umgibt die äußere Umhüllung 34 eine Aussteifung 36, die normalerweise eine Litze oder Spule aus rostfreiem Stahl umfasst. Die Aussteifung 36 ist um eine Basisschicht 38 angeordnet, die vorzugsweise eine Röhre aus Polyimid oder einem anderen relativ steifen Material mit hohem Härtemesswert umfasst. Die Steifigkeits- und Verdrehbarkeitseigenschaften der Welle können verändert werden, indem sowohl der für die äußere Umhüllung 34, die Aussteifung 36 und die Basisschicht 38 verwendete Materialtyp verändert wird als auch indem andere Geometrien für die Aussteifung 36 verwendet werden. Die Aussteifung 36 könnte z. B. eine Litze oder eine Spule sein, wobei die Anzahl der Fäden, die Form der Fäden, das Wickel- oder Bindungsmuster, die Anzahl der Windungen und dergleichen einzeln oder in Kombination verändert werden können, um die gewünschte Steifigkeit bereitzustellen. Vorzugsweise besitzt die Polyimid-Röhre der Basisschicht 38 eine Dicke im Bereich von 0,05 mm bis 0,125 mm (0,002 Zoll bis 0,005 Zoll). Die äußere Umhüllung 34, die Aussteifung 36 und die Basisschicht 38 definieren einen zentralen Hohlraum 40, der sich durch die Länge der Welle 10 erstreckt. Im zentralen Hohlraum 40 sind ein Kerndraht 42, die Zugdrähte 44, die Elektrodendrähte 46 und die Drähte 48 des Thermoelements angeordnet.
In den 2, 4 und 5 umfasst der Spitzenabschnitt 16 das Rohrmaterial 50 aus einem flexiblen Kunststoff mit einem niedrigen Härtemesswert, wie z. B. Pebax^TM, Silicongummi oder ein anderes elastisches Material. Vorzugsweise besitzt der Spitzenabschnitt 16 einen Härtemesswert im Bereich von 30A bis 60D. Das Rohrmaterial 50 besitzt normalerweise wenigstens vier Hohlräume, die sich parallel zu seiner Längsachse in seiner Länge erstrecken, einen zentralen Hohlraum 54 und wenigstens drei radial versetzte Hohlräume 56 (wobei vier veranschaulicht sind). Der Kerndraht 42 erstreckt sich zusammen mit den Elektrodendrähten 46 und den Drähten 48 für das Thermoelement durch den zentralen Hohlraum 54. Die Zugdrähte 44 erstrecken sich vom zentralen Hohlraum der Welle 10 zu den radial versetzten Hohlräumen 56 des Spitzenabschnitts 16. Eine Röhrenfeder 58 ist außerdem im zentralen Hohlraum 54 des Spitzenabschnitts 16 angeordnet, die Röhrenfeder 59 passt gut gegen die Wände des inneren Hohlraums 54, wobei sie eine hohle Mitte besitzt, durch die sich der Kerndraht 42, die Elektrodendrähte 46 und die Drähte 48 des Thermoelements erstrecken. Die Röhrenfeder 58 umfasst normalerweise eine Polyimid-Röhre, die sowohl seitliche Steifigkeit und Torsionssteifigkeit als auch Knickbeständigkeit für den Spitzenabschnitt 16 bereitstellt. Die Röhrenfeder 58 könnte außerdem eine geflochtene oder codierte Struktur oder eine Zusammensetzung aus mehreren Schichten sein.
Insbesondere in 5 ist der Spitzenabschnitt 16 an einem stumpfen Stoß 18 an der Welle 10 angebracht, vorzugsweise durch Heißschweißen. Der zentrale Hohlraum 54 des Spitzenelements 16 besitzt einen kleineren Durchmesser als der zentrale Hohlraum 40 der Welle 10, wobei sich die Röhrenfeder 58 eine Distanz, typischerweise etwa 1,25 cm (0,5 Zoll) in den zentralen Hohlraum 40 der Welle 10 erstreckt. Eine derartige Verlängerung dient dazu, das Knicken am stumpfen Stoß 18 oder in der Nähe des stumpfen Stoßes einzuschränken, wenn der Spitzenabschnitt 16 abgelenkt wird. Ein proximales Ende 60 der Röhrenfeder 59 erstreckt sich in den zentralen Hohlraum 40 und verbessert dadurch die Steifigkeit am Übergang zwischen dem Spitzenabschnitt 16 und dem Rest der Welle 10.
Der Kerndraht 42, die Elektrodendrähte 46 und die Drähte 48 des Thermoelements erstrecken sich vom zentralen Hohlraum bzw. Lumen 40 der Welle 10 durch die Mitte der Röhrenfeder 58 in den zentralen Hohlraum 54 des Spitzenabschnitts 16. Am distalen Ende des Spitzenabschnitts 16 kommt die Röhrenfeder 59 aus dem zentralen Hohlraum bzw. Lumen 54 in einer Öffnung 64 innerhalb der Spitzenelektrode 20 heraus. Der HF-Leistungsdraht 66 (einer der Elektrodendrähte 46) ist an die Spitzenelektrode 20 gekoppelt. Die Drähte 48 des Thermoelements enden in einem Thermoelement 68, das innerhalb der Öffnung 64 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Öffnung 64 mit einem Hochtemperatur-Klebstoff gefüllt, um das Thermoelement 68 in seiner Position zu halten. Die Elektrodenbanddrähte 70 verlassen den zentra len Hohlraum 54 innerhalb der Röhrenfeder 58, wobei sie an die Bandelektroden 22 gekoppelt sind. Der Kerndraht 42 erstreckt sich durch den zentralen Hohlraum 54 in die Öffnung 64 der Spitzenelektrode 20.
Eine elektrisch und thermisch isolierende Ankerplatte 72 ist mit dem distalen Ende 74 des Rohrmaterials 50 verbunden, wobei die Spitzenelektrode 20 mit der distalen Seite der Ankerplatte 72 verbunden ist. Die Ankerplatte 72 besitzt einen zentralen Durchgang, der koaxial auf die zentrale Öffnung 54 des Spitzenabschnitts 16 ausgerichtet ist, und vier radial versetzte Öffnungen 76, durch die die Zugdrähte 44 gehen. In 5 enden die Zugdrähte 44 in den Ankern 80, die normalerweise Stahlkugeln umfassen, die an den Enden der Zugdrähte 44 gebildet sind oder an die Enden der Zugdrähte 44 geschweißt sind. Die Anker 80 besitzen einen größeren Durchmesser als die Öffnungen 76, wobei sie eine feste, als Drehpunkt dienende Verbindung zwischen den Zugdrähten 44 und dem distalen Ende des Spitzenabschnitts 16 schaffen. Die Ankerplatte 72 schützt den Katheterkörper 10 vor der thermischen Beschädigung während der Ablation, dies erlaubt viele HF-Anwendungen ohne eine Verschlechterung des Katheterkörpers. Sie schafft außerdem eine feste Komponente, an der die Zugdrähte 44 befestigt werden können, ohne auf einen Klebstoff zu vertrauen, wobei sie die Zugdrähte 44 von der Spitzenelektrode 20 elektrisch isoliert, dies verhindert, dass sich der HF-Strom den Katheder entlang zurück in die Griffbaugruppe bewegt. Die Ankerplatte 72 kann aus irgendeinem polymeren oder keramischen Material gebildet sein, das die notwendige mechanische Festigkeit und die notwendigen elektrischen und thermischen isolierenden Eigenschaften besitzt, z. B. Polyether-Ether-Keton, das von ICI Americas, Inc., Wilmington, Del., unter dem Handelsnamen Victrex verfügbar ist. Die 6 und 7 zeigen die Spitzenelektrode 20 in einer Teilansicht im Quer schnitt bzw. in einer Endansicht, um die rutschfeste, feldfokussierende Form des äußeren Umrisses gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung hervorzuheben. Die distale Spitzenelektrode 20 ist aus einem im Allgemeinen zylindrischen elektrisch leitenden Elektrodenkörper gebildet, der ein halbkugelförmiges Ende und eine röhrenförmige Seitenwand 96 am distalen Ende des Kathederkörpers 10 besitzt. Die distale Spitzenelektrode 20 ist mit einer axialen Vertiefung, z. B. einer Bohrung 86, die im halbkugelförmigen Ende axial gebohrt oder anders gebildet ist, und mehreren, z. B. zwei, kreisförmigen V-förmigen Nuten 82 und 84 zwischen der axialen Bohrung 86 und der Seitenwand 96 versehen. Die ringförmigen Nuten 82 und 84 und die Bohrung 86 teilen die äußerste Oberfläche der Elektrode 20 in zwei ringförmige Bereiche oder Stege 92 und 94. Die axiale äußere Bohrung 86 und die Nut 82 definieren einen Winkel 88, der etwa 60–70 Grad betragen kann. Die axiale äußere Bohrung 86 und die Nut 84 definieren einen Winkel 90, der 30–40 Grad betragen kann. Die Nuten 28 und 30 sind auf eine Tiefe von etwa 0,25 ± 0,05 mm (0,010 ± 0,002 Zoll) in einem Winkel 98 geschnitten, der etwa 60 ± 15 Grad betragen kann. Der äußere Durchmesser der Seitenwand 96 der Spitzenelektrode beträgt vorzugsweise 2,275 ± 0,05 mm (7 French oder 0,091 ± 0,002 Zoll). Die Länge der äußeren Seitenwand 96 beträgt vorzugsweise 4 ± 0,125 mm (0,160 ± 0,005 Zoll), um einen ausreichenden Oberflächenbereich zu schaffen, um die HF-Ablationsenergie zum Endocardium zu verteilen.
Die durch die Nuten und die ringförmigen Bereiche oder Ringe der Elektrode 20 definierten Kanten, die in den 5–7 dargestellt sind, stellen Bereiche mit kleinem Krümmungsradius bereit, von denen angenommen wird, dass sie lokalisierte Zunahmen in der Stromdichte bereitstellen. Die Stromverteilung ist axial und distal der distalen Spitzenelektrode gerichtet, die ins Myocardium fokus siert ist, ohne das physikalische Eindringen in es durch die distale Spitzenelektrode 20 zu erfordern. Außerdem schaffen die Kanten der axialen äußeren Bohrung 86 und die Nuten 82, 84 Kanten, die den Umriss der äußeren Oberfläche der distalen Spitzenelektrode 20 aufrauen und bewirken, dass sie rutschfest ist, wenn sie angeordnet wird, wie in 1 gezeigt ist.
Das genaue Festhalten an den oben angegebenen Dimensionen wird nicht für notwendig gehalten, um die Erfindung zu praktizieren. Es wird jedoch angenommen, dass es wünschenswert ist, dass die durch die Nuten und ringförmigen Bereiche definierten Kanten einen kleinen Krümmungsradius zeigen. Es wird außerdem angenommen, dass das Anordnen der ringförmigen Nuten im Allgemeinen senkrecht zu der Richtung, in der die Kraft ausgeübt wird, um die distale Spitzenelektrode in Position gegen das Endocardium zu halten, vorteilhaft ist.
Die auf dem verbleibenden Elektrodenkörper gebildeten Stege, nachdem die Nuten 82, 84 geschnitten worden sind, sollten außerdem eine verbesserte Kühlung der Elektrode durch das Blut bereitstellen, das während des Schlagens des Herzens fließt. Beim Ablationsverfahren kann die Kühlung stattfinden, wenn die Elektrodenspitze zu einer neuen Stelle neu positioniert wird. Es kann außerdem erwünscht sein, Vertiefungen, z. B. Längsschlitze, Dellen oder eine zusätzliche ringförmige Nut, die in die Seitenwand 96 proximal zur ringförmigen Nut 82 geschnitten sind, aufzunehmen, um die Kühlung zu verbessern. In einem derartigen Fall würde die Breite der Seitenwand 96 vergrößert, um die verlorene Masse auszugleichen.
8 ist eine vergrößerte Seitenansicht, die eine zweite bevorzugte Ausführungsform des äußeren Umrisses veranschaulicht, in der die distale Spitzenelektrode 20' aus einem im Allgemeinen zylindrischen elektrisch leitenden Elektrodenkörper gebildet ist, der ein halbkugelförmiges Ende und eine röhrenförmige Seitenwand 96 besitzt, der am distalen Ende des Kathederkörpers in der in 5 zeigten Weise angebracht ist. Der äußere Umriss ist durch eine oder mehrere schraubenlinienförmige Nuten 100 gebildet, die in das halbkugelförmige Ende geschnitten sind und sich proximal längs der Seitenwand 96 mit einer axial angeordneten oder ohne eine axial angeordnete Bohrung 86, die in den 5–7 dargestellt ist, erstrecken.
In einer dritten bevorzugte Ausführungsform des äußeren Umrisses, die in 9 dargestellt ist, kann der äußere Umriss eine oder mehrere longitudinal oder speziell geformte Nuten 102₁ –102_n umfassen, die sich längs der Seitenwand 96 der distalen Spitzenelektrode 20'' erstrecken. Die langgestreckten Nuten dieser Ausführungsform können mit der Ausführungsform nach den 5-7 mit oder ohne die distale Bohrung 86 kombiniert sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der äußere Umriss der distalen Spitzenelektrode 20''' die Form von Vertiefungen oder Dellen 104₁ –104_n annehmen, wie in 10 gezeigt ist. Die Unregelmäßigkeiten der Oberfläche, um das Rutschen zu verringern und die anderen Vorteile der Erfindungen zu schaffen, können deshalb eine umfangreiche Vielzahl von Formen annehmen.
Während gezeigt worden ist, was für die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindungen gehalten wird, ist es augenscheinlich, dass viele Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er durch die Ansprüche definiert ist.

Claims

HF-Ablationskatheter, der einen flexiblen, langgestreckten Katheterkörper (10) mit wenigstens einem durch ihn verlaufenden Hohlraum bzw. Lumen (40) und einem proximalen Griffende (24) sowie einem distalen Spitzenabschnitt (16), der in eine Herzkammer eingeführt werden kann, wenigstens einen elektrischen Leiter, der sich innerhalb des wenigstens einen Hohlraums (40) von dem Griff (24) zu dem distalen Spitzenabschnitt (16) erstreckt, um HF-Energie zu leiten, und eine distale Spitzenelektrode (20), die mit dem distalen Endabschnitt des Katheterkörpers (10) gekoppelt ist und mit dem wenigstens einen elektrischen Leiter elektrisch gekoppelt ist, aufweist, wobei die distale Spitzenelektrode (20) aus einem im Allgemeinen zylindrischen, elektrisch leitenden Elektrodenkörper gebildet ist, der ein halbkugelförmiges Ende und eine röhrenförmige Seitenwand am distalen Ende des Katheterkörpers besitzt; gekennzeichnet durch Außenumriss-Bereitsstellungs- bzw. Bildungsmittel, die wenigstens eine schraubenlinienförmige Nut (100) in der Oberfläche des halbkugelförmigen Endes und in der Seitenwand (96) des Elektrodenkörpers umfassen, um einen rutschfesten, feldfokussierenden äußeren Umriss der distalen Spitzenelektrode bereit zu stellen, um eine durch Manipulation des distalen Spitzenabschnitts des Katheters erreichte Position der distalen Spitzenelektrode (20), die sich an dem Endocardium des Patientenherzens abstützt, ohne in das Myocardium des Patientenherzens einzudringen, aufrecht zu erhalten.
HF-Ablationskatheter nach Anspruch 1, bei dem der Elektrodenkörper mit einer axial angeordneten Vertiefung in dem halbkugelförmigen Ende ausgebildet ist.
HF-Ablationskatheter, der einen flexiblen, langgestreckten Katheterkörper (10) mit wenigstens einem durch ihn verlaufenden Hohlraum bzw. Lumen (40) und einem proximalen Griffende (24) sowie einem distalen Spitzenabschnitt (16), der in eine Herzkammer eingeführt werden kann, wenigstens einen elektrischen Leiter, der sich innerhalb des wenigstens einen Hohlraums (40) von dem Griff (24) zu dem distalen Spitzenabschnitt (16) erstreckt, um HF-Energie zu leiten, und eine distale Spitzenelektrode (20), die mit dem distalen Endabschnitt des Katheterkörpers (10) gekoppelt ist und mit dem wenigstens einen elektrischen Leiter elektrisch gekoppelt ist, aufweist, wobei die distale Spitzenelektrode (20) aus einem im Allgemeinen zylindrischen, elektrisch leitenden Elektrodenkörper mit einem halbkugelförmigen Ende und einer röhrenförmigen Seitenwand (96) am distalen Ende des Katheterkörpers gebildet ist; und gekennzeichnet durch Außenumriss-Bereitstellungsmittel, die mehrere Vertiefungen (82, 84, 86, 104) umfassen, die in der Oberfläche des halbkugelförmigen Endes des Elektrodenkörpers ausgebildet sind um einen rutschfesten, feldfokussierenden äußeren Umriss der distalen Spitzenelektrode bereit zu stellen, um eine durch Manipulation des distalen Spitzenabschnitts des Katheters erreichte Position der distalen Spitzenelektrode (20), die sich an dem Endocardium des Patientenherzens abstützt, ohne in das Myocardium des Patientenherzens einzudringen, aufrecht zu erhalten.
HF-Ablationskatheter nach Anspruch 3, bei dem die mehreren Vertiefungen (82, 84, 86) ringförmige Vertiefungen (82, 84) umfassen.
HF-Ablationskatheter nach Anspruch 3, bei dem: die mehreren Vertiefungen (82, 84, 86, 104) eine axial angeordnete Vertiefung (86) in dem halbkugelförmi gen Ende aufweisen; und wenigstens eine ringförmige Nut (82, 84) aufweisen, die in das halbkugelförmige Ende zwischen der axial angeordneten Vertiefung (86) und der Seitenwand (96) geschnitten ist und die axial angeordnete Vertiefung (86) umgibt.
HF-Ablationskatheter nach Anspruch 5, bei dem: die Außenumriss-Bereitstellungsmittel ferner umfassen: mehrere der ringförmigen Nuten (82, 84), die in dem halbkugelförmigen Ende zwischen der axial angeordneten Vertiefung (86) und der Seitenwand angeordnet sind und die axial angeordnete Vertiefung (86) umgeben, wodurch das halbkugelförmige Ende zu einer Anzahl von ringförmigen Stegen (92, 94, die die axial angeordnete Vertiefung (86) umgeben, geformt wird.
HF-Ablationskatheter nach Anspruch 3, bei dem: die mehreren Vertiefungen der Außenumriss-Bereitstellungsmittel ferner mehrere ringförmige Nuten (82, 84) aufweisen, die in dem halbkugelförmigen Ende ausgebildet sind, das ringförmige Stege (92, 94) bildet.
HF-Ablationskatheter, der einen flexiblen langgestreckten Körper (10) mit wenigstens einem durch ihn verlaufenden Lumen bzw. Hohlraum (40) und einem proximalen Griffende (24) sowie einem distalen Spitzenabschnitt (16), der in eine Herzkammer eingeführt werden kann, wenigstens einen elektrischen Leiter, der sich innerhalb des wenigstens einen Hohlraums (40) von dem Griff (24) zu dem distalen Spitzenabschnitt (16) erstreckt, um HF-Energie zu leiten, und eine distale Spitzenelektrode (20), die mit dem distalen Endabschnitt des Katheterkörpers (10) gekoppelt ist und mit dem wenigstens einen elektrischen Leiter elektrisch gekoppelt ist, aufweist, wobei die distale Spitzenelektrode (20) aus einem im Allgemeinen zylindrischen, elektrisch leitenden Elektrodenkörper gebildet ist, der ein halbkugelförmiges Ende und eine röhrenförmige Seitenwand am distalen Ende des Katheterkörpers besitzt; ferner gekennzeichnet durch Außenumriss-Bereitstellungsmittel, die mehrere Vertiefungen (102) aufweisen, die in der Oberfläche der Seitenwand des Elektrodenkörpers ausgebildet sind, um einen rutschfesten, feldfokussierenden äußeren Umriss der distalen Spitzenelektrode zu bilden, um eine durch Manipulation des distalen Spitzenabschnitts des Katheters erreichte Position der distalen Spitzenelektrode (20), die sich an dem Endocardium des Patientenherzens abstützt, ohne in das Myocardium des Patientenherzens einzudringen, aufrecht zu erhalten.
HF-Ablationskatheter nach Anspruch 8, bei dem die mehreren Vertiefungen (102) mehrere langgestreckte Nuten (102) umfassen, die so geformt sind, dass sie sich längs der röhrenförmigen Seitenwand erstrecken.
HF-Ablationskatheter nach Anspruch 9, bei dem sich die mehreren geformten langgestreckten Nuten (102) längs der röhrenförmigen Seitenwand und in das halbkugelförmige Ende erstrecken.