DE69727968T2

DE69727968T2 - Ablations-katheter mit mehreren elektroden

Info

Publication number: DE69727968T2
Application number: DE69727968T
Authority: DE
Inventors: W. Wilton WEBSTER
Original assignee: Cordis Webster Inc
Current assignee: Biosense Webster Inc
Priority date: 1996-11-01
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2017-11-01
Also published as: CA2270235A1; CA2270235C; EP0951244A4; EP0951244A1; JP4166281B2; EP0951244B1; WO1998019611A1; JP2001526554A; US5893885A; DE69727968D1

Description

Fachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Elekroden-Katheter, die zur Behandlung von Herz-Arrhytmien verwendbar sind.
Hintergrund der Erfindung
Die Hochfrequenz-Katheter-Ablation am Herzen ist gegenwärtig wohlbekannt. Bei dieser Therapie werden kleine Einschnitte erzeugt, um Bahnen der Muskelanregung zu unterbrechen und dadurch bestimmte Arrhytmien zu beenden. Es gibt einige spezielle Anwendungen, bei denen größere oder längere Einschnitte zur Erzielung einer erfolgreichen Therapie erforderlich sind. Als ein Beispiel für eine oder mehrere solcher Einschnitte möge die Beendigung des Vorhof-Flimmerns bzw. der Vorhof-Fibrillation dienen. In diesen Fällen müssen die Einschnitte einen Zentimeter in der Länge überschreiten und frei von Unterbrechungen sein.
Ein Verfahren zur Erzeugung solcher Einschnitte besteht darin, eine Spitzenelektrode, vorzugsweise mit einem dort angebrachten Thermoelement, auf der Oberfläche eines Vorhofes entlang zu ziehen, während HF-Energie angelegt wird. Das Thermoelement erlaubt es dem Operateur, die Temperatur an der Spitzenelektrode des Katheters zu messen, um auf diese Weise eine gute Ablation des Herzgewebes sicherzustellen. Beim schlagenden Herzen kann die Elektrode jedoch hüpfen oder seitlich, insbesondere in Trabecular-Bereiche, ausweichen, wodurch unterbrochene Einschnitte entstehen.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung von unterbrechungsfreien Einschnitten von mehr als einem Zentimeter Länge besteht in der Anwendung einer langen Spiral-Elektrode, welche mehrfach um den Katheterkörper gewickelt ist. Diese erzeugt Mehrfach-Einschnitte, welche sich überlappen, wodurch ein durchgehender langer Einschnitt entsteht. Die Spiral-Elektrode hat jedoch den Nachteil, infolge ihrer Länge nur schlechte Elektrokardiogramme zu erzeugen. Auch ist es schwierig, die für die Ablationsstelle repräsentative Temperatur zu messen.
Verschiedene Praktiker auf dem Gebiet der Elektrophysiologie und insbesondere der HF-Ablation von Vorhof-Arrhytmien haben die Anwendung von Mehrfach-Elektroden, vorzugsweise von zehn im Abstand voneinander angeordneten Ring-Elektroden, vorgeschlagen. Ein solcher Katheter ist jedoch aus den verschiedensten Gründen schwierig aufzubauen. Beispielsweise werden typischerweise weiche Kupfer-Leitungsdrähte verwendet, um die Ring-Elektroden mit einem Hochfrequenzgenerator zu verbinden und dort eine Hochfrequenz-Ablation hervorzurufen. Das weiche Kupfer ist erforderlich, um die HF-Energie heranzuführen und eine kostengünstige Konstruktion des Katheters zu ermöglichen. Ein HF-Ablations-Katheter muß jedoch zur Plazierung im Inneren des Herzens relativ klein sein, nämlich etwa 2,7 mm (8 French). Der Innendurchmesser des Katheters ist sogar noch kleiner und schränkt die Anzahl der Drähte ein, welche im Katheter untergebracht werden können. Daher muß der Kupferdraht groß genug sein, um mindestens einen Strom von einem Ampere auszuhalten, aber klein genug, um in den Katheter hinein zu passen. Kupferdrähte sehr kleinen Durchmessers, beispielsweise Kupferdrähte Nr. 40, wären ideal zur Verwendung in 10-Elektroden-Ablations-Kathetern, aber sie sind viel zu zerbrechlich, um die Handhabung und den Aufbau des Katheters auszuhalten. Daher ist es schwierig, eine genügende Anzahl Kupfer-Leiterdrähte, beispielsweise 20 (10 Leiterdrähte zu den Elektroden und 10 Leiterdrähte für die Temperatursensoren) zu den Elektroden zu führen, deren Durchmesser für den erforderlichen Strom von beispielsweise 1 Ampere ausreicht.
Weiterhin weisen elektrophysiologische Katheter nahezu übergangslose Platin- bzw. Platin-Iridium-Elektroden auf, welche eine geringe Thrombosegefahr darstellen und auch wenig traumatisch sind. Wo es eine angesammelte Anordnung von Elementen im Querschnitt der Spitze gibt, so daß diese ebenen Ringe nicht aus der Spitze herausragen, sind die Ring-Elektroden typischerweise dünn, gewöhnlich 76,2 um (0,003 Zoll) dick. Diese Ringe müssen galvanisch stabil, biokompatibel und extrem fest sein, so daß sie nicht brechen, von der Spitze abfallen bzw. im Patienten verbleiben. Typischerweise werden Platin-Iridium-Ringe gewählt. Dünne Platin-Iridium-Ringe weisen jedoch in Umfangsrichtung eine sehr schlechte Wärmeübertragung auf. Sie sind daher nicht mit eine Ausführung mit einem einzigen Thermoelement vereinbar, um die Temperaturen an allen Punkten des Ringes, ausgenommen den Bereich unmittelbar über dem Thermoelement, vorherzusagen.
Durch das US-Patent Nr. 4.411.266 ist ein Ablations-Katheter mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 bekannt. Weitere Ablations-Katheter des Typs, den die vorliegende Erfindung betrifft, sind beschrieben in US-A-4.966.597, US-A-4.960.134 sowie WO 96/00036.
Demzufolge existiert ein Bedürfnis nach einer Katheter-Konstruktion, welche eine Ablation an mehreren Stellen mit Einrichtungen zur genauen Temperaturüberwachung ermöglicht, wobei ein kleiner Gesamt-Außendurchmesser des Katheters eingehalten wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein Ablations-Katheter vorgesehen, wie er in Anspruch 1 beschrieben ist. Der Katheter kann mehrere im Abstand voneinander angeordnete Elektroden aufweisen. Jede Elektrode ist an eine Leitung angeschlossen, welche einen ersten Draht aus einem ersten hochleitfähigen Material, beispielsweise Kupfer oder rostfreier Stahl mit einem Silberkern oder dergleichen, umfaßt gepaart und nichtleitend verbunden mit einem zweiten Draht hoher Festigkeit aus einem anderen Material wie dasjenige des ersten Drahtes, vorzugsweise aus Konstantan. Der Draht mit hoher Festigkeit stützt den hochleitfähigen Draht, beispielsweise aus Kupfer, so daß dieser mit sehr kleinem Durchmesser ausgeführt sein kann. Ferner wirkt die Kombination des ersten und des zweiten Materials, beispielsweise von Kupfer und Konstantan, als Thermoelement zur Überwachung der Temperatur an jeder Elektrode. Der Katheter wird über eine Schalter-Steuerungseinheit an einen EKG-Monitor, an eine HF-Quelle sowie an eine Temperatur-Überwachungseinrichtung angeschlossen, so daß der Operator von der EKG-Überwachung eines Patienten auf die Zufuhr von HF-Energie für die Ablation an eine ausgewählte Elektrode umschalten und zugleich die Temperatur dieser ausgewählten Elektrode überwachen kann. Weitere bevorzugte Merkmale sind in den Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es wird nun auf die folgenden Figuren Bezug genommen, wobei in den verschiedenen Ansichten gleiche Bezugszahlen gleiche Bauteile bezeichnen und welche darstellen:
1 ist eine Draufsicht auf einen Mehr-Elektroden-Ablations-Katheter nach der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Schnitt des Katheters entsprechend der vorliegenden Erfindung entlang der Verbindungsstelle zwischen dem proximalen Katheterkörper und dem flexiblen distalen Katheterabschnitt.
3 ist ein Querschnitt durch einen Leitungsdraht nach der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Querschnitt durch einen Katheter-Spitzenabschnitt einer Ausführungsform der Erfindung.
5 ist ein Querschnitt durch einen Katheter-Spitzenabschnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
6 ist ein Querschnitt durch einen Katheter-Spitzenabschnitt, welcher eine Einrichtung zur Anbringung des Zugdrahtes zeigt.
Die 7a und 7b sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Zugdraht-Ankers.
8 ist eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht eines bevorzugten Verfahrens zum Verbinden von Elektrode und Leitung.
9 ist eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine schematische Ansicht der Schalter-Steuerungs-Einheit der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine schematische Ansicht eines HF-Generators, einer Schalter-Steuerungseinheit, eines EKG-Monitors und eines Temperaturmonitors, angeschlossen an den Mehr-Elektroden-Katheter nach der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine aufgeschnittene Ansicht der anfänglichen Plazierung des Katheters im rechten Vorhof entsprechend einem bevorzugten Verfahren nach der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine aufgeschnittene Ansicht, welche die nachfolgende Plazierung des Katheters im rechten Vorhof beim Verfahren nach 12 zeigt.
Detaillierte Beschreibung
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein bevorzugter Mehr-Elektroden-Ablations-Katheter 10 dargestellt, welcher erfindungsgemäß aufgebaut ist. Der Mehr-Elektroden-Ablations-Katheter umfaßt einen langgestreckten Katheterkörper 11 mit einem proximalen und einem distalen Ende, einem flexiblen Katheter-Spitzenabschnitt 12 am distalen Ende des Katheterkörpers 11 sowie einen Steuergriff 13 am proximalen Ende des Katheterkörpers.
Der Katheterkörper 11 kann einen einzigen Hohlraum aufweisen, wie es in 2 des US-Patentes Nr. Re. 34.592, erteilt am 11. Januar 1994, oder mehrere Hohlräume, wie es in 8 des US-Patentes Nr. 5.431.168, erteilt am 11. Juli 1995, dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf die 2 bis 8 besteht der Katheterkörper 11 aus einem langgestreckten Rohr-Aufbau mit einem einzigen Hohlraum 15. Der Katheterkörper ist flexibel, d.h. biegsam, aber in seiner Länge praktisch inkompressibel. Der Katheterkörper kann ansonsten beliebig aufgebaut sein und aus einem beliebigen Material bestehen. Gegenwärtig wird ein Aufbau bevorzugt, der aus Polyurethan besteht, das mit einem geflochtenen Stahlnetz 23 verstärkt ist.
Die Gesamtlänge und der Durchmesser des Katheters können entsprechend dem Anwendungsfall variieren. Ein gegenwärtig bevorzugter Katheter hat eine Länge von etwa 1,2 m (48 Zoll), einen Außendurchmesser von etwa 2,3 mm (0,09 Zoll) und einen Innendurchmesser von etwa 1,0 mm (0,04 Zoll).
Der Katheter-Spitzenabschnitt 12 umfaßt einen kurzen Abschnitt aus einem flexiblen Rohr 16 mit einem Paar sich nicht überlappender, d.h. nebeneinander liegender Hohlräume 17 und 18, welche exzentrisch, d.h. nicht koaxial zum Katheter-Spitzenabschnitt 12 angeordnet sind. Das Rohr besteht aus jeglichem geeigneten Material und ist vorzugsweise flexibler als der Katheterkörper. Ein gegenwärtig bevorzugtes Material für den Spitzenabschnitt ist Polyurethan ohne Verstärkung durch ein Metallgeflecht.
Der Durchmesser des Katheter-Spitzenabschnittes 12 ist vorzugsweise gleich dem bzw. ein wenig kleiner als derjenige des Katheterkörpers. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Durchmesser des Katheterkörpers etwa 2,0 mm (0,08 Zoll). Die Länge des Katheter-Spitzenabschnittes kann ebenfalls je nach Wunsch variiert werden, aber sie beträgt vorzugsweise etwa 76 mm (3 Zoll).
Eine bevorzugte Einrichtung zur Anbringung des Katheter-Spitzenabschnittes 12 am Katheterkörper 11 ist in 2 dargestellt. Das proximale Ende des Katheter-Spitzenabschnittes 12 weist eine äußere Umfangsrille 26 und das distale Ende des Katheterkörpers 11 eine innere Umfangsrille 27 auf. Die Rillen sind derart bemessen, daß das proximale Ende des Katheter-Spitzenabschnittes 12 genau in das distale Ende des Katheterkörpers 11 hinein paßt. Der Katheter-Spitzenabschnitt 12 wird dann unter Verwendung von Polyurethan oder dergleichen fest mit dem Katheterkörper 11 verbunden, wobei auf der Außenfläche des Katheters an der Verbindungsstelle zwischen dem Katheter-Spitzenbereich 12 und dem Katheterkörper 11 eine Naht ausgebildet wird. Wie dargestellt, steht der Hohlraum 15 des Katheterkörpers 11 mit den beiden Hohlräumen 17 und 18 des Katheter-Spitzenbereiches 12 in Verbindung.
Entlang der Länge des Katheter-Spitzenbereiches 12 befindet sich eine Vielzahl von Ringelektroden 21. Die Länge der Elektroden ist unkritisch, aber vorzugsweise beträgt sie etwa 4 mm. Die Elektroden haben einen Abstand von etwa 2 mm bis 4 mm, vorzugsweise von 3 mm bis 4 mm, voneinander. Ein Abstand von weniger als etwa 2 mm macht den Katheter-Spitzenbereich zu steif. Ein Abstand von mehr als 5 mm erschwert eine Erfassung der Einschnitte. Ein Abstand von 3 mm bis 4 mm zwischen den Elektroden ergibt eine besonders bevorzugte Kombination von Flexibilität der Spitze und Überlappung der Einschnitte und ermöglicht so die Herstellung eines langen gleichmäßigen Einschnittes.
Die Elektroden sind aus einem elektrisch und thermisch leitfähigen Material, vorzugsweise aus einer Goldlegierung aufgebaut. Die Goldlegierung besteht aus etwa 90 % Gold und etwa 10 % Platin und wird gegenwärtig wegen ihrer handelsüblichen Verfügbarkeit bevorzugt. Die Elektroden 21 sind galvanisch stabil und biokompatibel. Die Elektroden sind relativ dick, vorzugsweise etwa 0,20 mm (0.008 Zoll) und haben den gleichen oder einen geringfügig kleineren Innendurchmesser wie bzw. als der Außendurchmesser der Katheterspitze. Wie in 4 dargestellt, ragen die Elektroden von der Oberfläche der Katheterspitze hervor.
Jede Elektrode ist mit einer separaten Leitung 36 verbunden. Wie in 3 dargestellt, bestehen die Leitungen 36 aus zwei gemeinsam umspritzten Drähten. Der Draht 37 ist ein Kupferdraht Nr. 40, und der Draht 38 ist ein Kostantandraht Nr. 40. In dieser Anordnung stützt der Konstantandraht 38, der eine hohe Festigkeit aufweist, den Kupferdraht 37, welcher weich und zerbrechlich ist. Dadurch wird es möglich, daß der Katheter bis zu zehn oder mehr Elektroden aufweist, die jeweils einzeln an zehn bzw. mehr Leitungen angeschlossen sind. Da die Leitungen 36 aus zwei unterschiedlichen Draht-Typen hergestellt sind, dienen sie zugleich auch als Thermoelemente zur Messung der Temperatur an der Elektrode 21. Die Leitungen 36 erstrecken sich durch den Hohlraum 15 des Katheters in den Hohlraum 18 des Katheter-Spitzenabschnittes 12. Die Leitungen 36 erstrecken sich auch durch den Griff und sind dann in Kupfer- und Konstantandrähte unterteilt, wie es unten detailliert beschrieben werden wird.
Bezug nehmend auf die 4 und 8 wird an der Seite der Katheterspitze in der Nähe des Hohlraumes ein kleines Loch 39 angebracht. Ein solches Loch kann beispielsweise durch Einführen einer Nadel durch die Wand der Spitze erzeugt werden, wobei die Nadel ausreichend erwärmt wird, um ein permanentes Loch herzustellen. Dann wird eine Leitung 36 unter Anwendung eines Mikrohakens oder dergleichen durch das Loch 39 gezogen. Die Enden der Kupfer- und Konstantandrähte (Drähte 37 und 38) werden von ihrer Umspritzung befreit und dann mit der Unterseite der Elektrode 21 verlötet oder verschweißt. Die Elektrode wird dann gleitend in ihre Position über dem Loch 39 verschoben und mittels Polyurethan fixiert. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Elektrode nicht in die Wand des Katheter-Spitzenabschnittes 12 versenkt, sondern ragt aus der Oberfläche der Wand des Katheter-Spitzenabschnittes 12 heraus.
Im Interesse einer ausreichenden thermischen Leitfähigkeit, so daß die Temperatur an der Elektrodenseite, welche der Ablationsseite, d.h. der Seite, welche während der Ablation das Herzgewebe berührt, gegenüberliegt, nur wenige Temperaturgrade von derjenigen der Ablationsseite abweicht, werden Elektroden 21 aus einer Goldlegierung bevorzugt. Demzufolge ist der Ort des Thermoelementes, d.h. der Ort, wo die Drähte 36 an die Elektroden angeschweißt sind, nicht kritisch, und es wird gegenwärtig, wie in 4 dargestellt, ein Ort angrenzend an den Hohlraum 18 bevorzugt.
In einigen Fällen ist es jedoch wichtig, die Temperatur an der Ablationsstelle genauer zu überwachen. Bei einem Anwendungsfall, bei welchem der Katheter-Spitzenabschnitt 12 zu einer Krümmung gebogen ist und die Elektroden an der Außenseite der Krümmung das Herzgewebe berühren, wird die oben beschriebene An der Leitungsbefestigung bevorzugt. Bei Anwendungsfällen jedoch, bei denen die Berührungsstelle zwischen den Elektroden und dem Herzgewebe an der Innenseite der Krümmung, d.h. in der Nähe des Zugdrahtes liegt, zieht man es vor, daß die Thermoelemente, d.h. die Verbindungsstellen der Leitungen mit den Elektroden, an der Innenseite der Krümmung angeordnet sind.
Die in 5 dargestellte alternative Ausführungsform der Erfindung zeigt eine solche Anordnung. Wie dargestellt, verlaufen die Leitungen 36 durch ein Loch 61 in der Trennwand 62, welche die Hohlräume 17 und 18 trennt, rund um den Zugdraht 30 durch den Hohlraum 17 und dann durch ein Loch 63 zur Elektrode 21. Um einen solchen Aufbau zu realisieren, werden zuerst die Löcher 61 und 63 hergestellt, beispielsweise durch Einführen einer Nadel durch die Katheterspitzenwand, durch den Hohlraum 17 (bevor der Zugdraht 30 dort positioniert wird) sowie durch die Trennwand, gefolgt von einer Erwärmung der Nadel, um die Löcher 61 und 63 ausreichend zu fixieren.
Dann werden die Leitungen 36 im Hohlraum 18 positioniert, und durch die Löcher 61 und 63 wird ein Mikrohaken eingeführt, um eine der Leitungen 36 zu erfassen. Wenn dies geschehen ist, wird der Mikrohaken zurückgezogen, um die Leitung aus den Löchern 61 und 63 herauszuziehen. Die Enden der Kupfer- und Konstantandrähte 37 und 38 werden dann abisoliert und wie oben beschrieben mit der Elektrode 21 verlötet oder verschweißt. Nachdem alle Leitungen 36 an die Elektroden 21 angeschlossen worden sind, wird der Zugdraht 30 in den Hohlraum 17 eingeführt und, wie nachfolgend beschrieben werden wird, am Katheter-Spitzenabschnitt 12 befestigt. Die Abschnitte der Leitungen 36, welche sich durch den Hohlraum 17 erstrecken, liegen zwischen einer Teflon®-Hülle 64, welche den Zugdraht 30 umgibt, und der Wandung des Katheter-Spitzenabschnittes 12, welche den Hohlraum 17 umgibt.
Die 6, 7A und 7B zeigen eine bevorzugte Einrichtung zur Befestigung eines Zugdrahtes an der Seite des Katheter-Spitzenabschnittes 12. Der Zugdraht 30 erstreckt sich durch eine Hülse 64 aus Teflon®, um ein Einschneiden in die Wand des Katheterkörpers und des Spitzenabschnittes zu verhindern. Am distalen Ende des Zugdrahtes 30 wird die Teflon-Hülse 64 entfernt, und ein Metallrohr 65, beispielsweise ein kurzes Segment eines Spritzenrohlings, wird beispielsweise durch Quetschen auf dem Zugdraht 30 befestigt. Das Rohr 65 weist einen Abschnitt auf, der sich eine kurze Strecke über das Ende des Zugdrahtes 30 hinaus erstreckt. Ein kleiner Abschnitt des Bandes 66 aus rostfreiem Stahl oder dergleichen wird quer zum Rohrquerschnitt über den Zugdraht hinaus, welcher bei diesem Vorgang flachgedrückt wird, angelötet oder angeschweißt. An der Seite des Katheter-Spitzenabschnittes 12 wird eine Kerbe 35 angebracht, welche eine Öffnung in den Hohlraum 17 hinein ergibt. Der Anker 67 liegt in der Kerbe 35. Da das Band 66 länger ist als der Durchmesser der Öffnung in den Hohlraum 17 hinein, kann der Anker 67 nicht in den Hohlraum 17 hineingezogen werden. Die Kerbe wird dann mittels Polyuretan 34 abgedichtet, um eine glatte Oberfläche zu erhalten.
Bei einer alternativen Ausführungsform, wie sie in 4 dargestellt ist, erstreckt sich der Zugdraht 30 zum distalen Ende des Hohlraumes 17, wobei der Anker 67, der am Ende des Zugdrahtes 30 angebracht ist, jenseits des Endes des Hohlraumes 18 liegt. Der Anker 67 ist in dieser Position durch eine Polyurethankappe 34 fixiert, welche das distale Ende des Katheter-Spitzenabschnittes 12 abdichtet. Da das Band 66 länger ist als der Durchmesser des Hohlraumes 17, kann der Anker 67 nicht in den Hohlraum 17 zurückgezogen werden, wenn der Spitzenabschnitt 12 ausgelenkt wird.
Der Zugdraht 30 wird durch den Steuergriff 13 gesteuert. Der Steuergriff 13 ist im US-Patent Nr. Re 34.502 detailliert beschrieben. Kurz gesagt ist das proximale Ende des Zugdrahtes im Griffkörper 40 des Steuergriffes befestigt. Das proximale Ende des Katheterkörpers ist am beweglichen Kolben 46 und an der Daumenauflage 44 befestigt. Wenn der Operator den Kolben mit der Daumenauflage vom Griffkörper weg bewegt, wird der Zugdraht in den Katheter hinein bewegt. Da der Katheterkörper nicht kompressibel ist, wird nur die flexible distale Spitze gebogen. Das Biegen erfolgt konkav entlang des Hohlraumes 17, welcher den Zugdraht enthält. Somit wird die Katheterspitze durch die Linearbewegung des Kolbens im Steuergriff steuerbar. Wenn der Zugdraht an der Seite der Katheterspitze befestigt wird (siehe 6), dann nimmt die Katheterspitze nur bis zum Befestigungspunkt des Zugdrahtes eine konkave Form an. Wenn der Zugdraht am distalen Ende der Katheterspitze befestigt wird (siehe 4), dann nimmt die ganze Katheterspitze eine konkave Form an.
9 zeigt noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Katheterkörper und die Katheterspitze haben bei dieser Ausführungsform beide drei Hohlräume 117, 118 und 119. Ein Katheter dieses Aufbaues ist im US-Patent Nr. 5.431.168, erteilt am 11. Juli 1995, vollständig beschrieben. Im Katheter-Spitzenabschnitt ist der Hohlraum 117 analog zum Hohlraum 17 zur Achse der Katheterspitze achsversetzt und dient der Aufnahme des Zugdrahtes. Der Hohlraum 118 ist analog zum Hohlraum 18 ebenfalls achsversetzt und dient zur Aufnahme der Leiterdrähte. Der Hohlraum 119 ist ein Spül-Hohlraum zur Bereitstellung physiologischer Kühllösungen am Ablationspunkt, um die Elektroden kühl zu halten. Die Spülung erfolgt durch eine Vielzahl von Löchern 120 zwischen den Elektroden 21. Ein Spül-Seitenarm bzw. -Leitung (nicht dargestellt) ist in der Nähe des Griffes am Katheter angebracht, um einen Eintrittspunkt für die Spülflüssigkeit in den Hohlraum 119 zu schaffen.
Wie in den 1 und 11 dargestellt, gibt es am proximale Ende des Griffes zwei Anschlußkabel 51 und 53. Das Anschlußkabel 51 enthält nur Kupferdrähte, und das Anschlußkabel 53 enthält nur Konstantandrähte. Am Ende des Kabels 51 befindet sich ein Verbindungsstück 52 und am Ende des Kabels 53 ein Verbindungsstück 54. Diese Verbindungsstücke sind ihrerseits über Verlängerungskabel 55 und 56 mit einer Schalt-Steuereinheit 57 verbunden. Da die Leitungen 36 zu den Elektroden 21 sowohl Kupfer- als auch Konstantandrähte enthalten, dienen sie sowohl der Zuführung von HF-Energie (Kup ferdrähte) als auch als Thermoelement (Kupfer- und Konstantandrähte). Die Schalt-Steuereinheit 57 ermöglicht es dem Operator, von der Überwachung des EKG des Patienten auf die Zufuhr von HF-Energie zu den Elektroden und auf die Überwachung der Temperatur der Elektroden unter Anwendung der Thermoelemente umzuschalten.
10 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten, manuell betätigten Schalt-Steuereinheit 57 für bis zu 10 Elektroden-Katheter. Die Schalt-Einheit 57 umfaßt eine erste Mehrfach-Eingangs-Anschlußdose 70 zur Aufnahme eines Mehrfach-Stift-Verbindungssteckers, an welchem die Kupfer-Leiterdrähte angeschlossen sind, sowie eine zweite Mehrfach-Eingangs-Anschlußdose 71 zur Aufnahme eines Mehrfach-Stift-Verbindungssteckers, an welchem die Konstantan-Leiterdrähte angeschlossen sind. Jeder Anschluß der ersten Anschlußdose 70 ist durch einen Draht 72 (es ist nur ein Draht 72 dargestellt) mit einem Kippschalter 73 verbunden. Dementsprechend ist jeder Kippschalter 73 einem bestimmten Kupfer-Leiterdraht und damit einer bestimmten Katheterelektrode 21 zugeordnet. Der Kippschalter 73 kann zwei mit „A" und „C" bezeichnete Stellungen einnehmen. Die Stellung „A" ist über Drähte 76 (von denen nur ein Draht 76 dargestellt ist) mit einer Mehrfach-Ausgangs-Anschlußdose 75 verbunden, welche den Mehrfach-Verbindungsstekker eines EKG-Aufzeichungsgerätes aufnimmt. Wenn sich bei dieser Anordnung der Kippschalter 73 in der Stellung „A" befindet, dann empfängt das EKG-Aufzeichnungsgerät 59 elektrische Signale von der dem Kippschalter zugeordneten Elektrode.
In der Stellung „C" ist der Kippschalter mit zwei Anordnungen verbunden. Zum einen ist er über einen Draht 74 mit einer einzelnen Bananenstecker-Anschlußdose 77 verbunden, welche eine der beiden Leitungen eines HF-Generators aufnimmt. Daher ist jede der Bananenstecker-Anschlußdosen 77 einer Katheterelektrode 21 zugeordnet. Die zweite der HF-Generator-Leitungen ist bei unipolarer Arbeitsweise mit einer Erdungselektrode, beispielsweise einer Rückleitungselektrode, oder bei bipolarer Arbeitsweise mit einer einzelnen, einer anderen Elektrode 21 zugeordneten Bananenstecker-Anschlußdose 77 verbunden.
Bei unipolarer Arbeitsweise wird zur Ablation von Gewebe in der Umgebung einer bestimmten Elektrode 21 der dieser Elektrode zugeordnete Kippschalter 73 in die Stellung „C" gebracht, und eine der HF-Generator-Leitungen wird in die Bananenstecker-Anschlußdose 77 eingesteckt, welche dem Kippschalter 73 und der Elektrode 21 zugeordnet ist. Die andere HF-Generator-Leitung ist an eine Rückleitungselektrode oder dergleichen angeschlossen. Wenn der HF-Generator Leistung abgibt, fließt ein Strom zwischen der Elektrode und der Rückleitung. Wegen des elektrischen Widerstandes des Herzgewebes wird Wärme erzeugt, wodurch am Ort der Elektrode ein Einschnitt gebildet wird. Daher wird die Leistung in einer Stärke und über einen Zeitraum angelegt, welche die Ablation im gewünschten Umfang, d.h. einen Einschnitt in der gewünschten Größe und Tiefe, bewirkt.
Zur Ablation von Gewebe im bipolaren Modus wird die zweite HF-Generator-Leitung in die Bananenstecker-Anschlußdose 77 eingesteckt, welche einer zweiten Elektrode 21 entspricht. Wenn vom HF-Generator Leistung abgegeben wird, fließt ein Strom zwischen der ersten und der zweiten Elektrode durch das Herzwandgewebe. Wiederum wird wegen des elektrischen Widerstandes des Herzgewebes Wärme erzeugt, und der Einschnitt wird beginnend an der ersten Elektrode gebildet und erstreckt sich zur zweiten Elektrode. Wenn die zweite Elektrode ausreichend nahe liegt, erstreckt sich der Einschnitt vollständig zwischen den beiden Elektroden. In „C"-Stellung des Kippschalters 73 ist dieser durch den Draht 78 (es ist nur ein Draht 78 dargestellt) auch mit einem der beiden Anschlüsse des Thermoelement-Verbindungsstückes 79 verbunden, wobei letzeres auch den Zweistiftstecker eines digitalen Thermometers aufnimmt. Die Verbindung erfolgt über einen Drehschalter 80 und ein HF-Filter 81. Der Drehschalter 80 weist 10 Stellungen auf, deren jede der „C"-Stellung eines speziellen Kippschalters 73 zugewiesen werden kann. Das HF-Filter hindert die Ablationsenergie daran, zum Digitalthermometer zu fließen.
Der zweite Anschluß des Zwei-Anschluß-Thermoelement-Verbindungsstückes 79 ist über einen Drehschalter 82, welcher wie der Drehschalter 80 10 Stellungen aufweist, mit dem Konstantan-Mehrfach-Verbindungsstück 71 verbunden. Jede Stellung des Drehschalters 82 ist mit einem speziellen Anschluß der Konstantan-Anschlußdose 71 verbunden. Die Drehschalter 80 und 82 sind miteinander gekoppelt, so daß sie in die jeweils gleiche Stellung gedreht werden können, welche derjenigen Elektrode entspricht, deren Temperatur überwacht werden soll.
Es ist ein zweiter Satz mit Drehschaltern 83 und 84, mit einem HF-Filter 85 sowie zwei Thermoelement-Verbindungsstücken 86 vorgesehen, welche mit der Konstantan-Anschlußdose 71 und mit den „C"-Stellungen der Kippschalter 73 verbunden sind, wie es oben beschrieben wurde, so daß, wenn im bipolaren Modus gearbeitet wird, die Temperatur der zweiten Elektrode ebenso gemessen werden kann wie diejenige der ersten Elektrode. Dies erfolgt durch Drehen der miteinander gekoppelten Drehschalter 83 und 84 in die Stellung entsprechend der zweiten Elektrode und Ablesen der Digitaltemperatur an einem zweiten Digitalthermometer.
Beim Einsatz wird der Elektroden-Katheter ins Herz eines Patienten eingeführt, wobei der Spitzenabschnitt 12 gewöhnlich im rechten Vorhof plaziert wird, obwohl die Anwendung auch an anderen Stellen erfolgen kann. Die Schalteinheit 57 wird zur Überwachung des EKG des Patienten eingestellt, um die Ablations-Stellen zu lokalisieren. Dann wird der Katheter über einer Ablations-Stelle positioniert und das Anlegen von HF-Energie nacheinander an jeder Elektrode eingeschaltet, wobei die Temperatur jeder Ablations-Elektrode überwacht wird. Lange lineare Einschnitte werden durch Überlappung im Endomyocardialgewebe und einen Abstand von 3 mm bis 4 mm zwischen jedem Elektrodenpaar erzeugt. Wenn der Ablationsvorgang beendet ist, wird der Katheter aus den Gefäßen des Patienten entfernt.
Der Katheter nach der vorliegenden Erfindung ist besonders zur Erzeugung linearer Einschnitte zur Behebung des Vorhof-Flimmerns geeignet. Unter Bezugnahme auf 12 wird bei einer solchen Ausführungsform ein auslenkbarer Multi-Ablations-Katheter 10, wie er beispielsweise oben beschrieben wurde, mit einer Spitzenelektrode 90 durch die untere Hohlvene 92 in den rechten Vorhof 91 eingeführt. Vorzugsweise ist die Spitzenelektrode eine gespaltene Spitzenelektrode, wie sie im US-Patent Nr. 5.836.875, erteilt am 17. November 1998, beschrieben ist. Der Katheter-Spitzenabschnitt wird über die Engstelle 93 zwischen der unteren Hohlvene 92 und der Trikuspidalisklappe 94, wie dargestellt, abgelenkt bzw. gekrümmt, so daß die Spitzenelektrode 90 des Katheters die Kante der Trikuspidalisklappe 94 berührt.
Während der Zufuhr von HF-Energie zur Spitzenelektrode 90 wird der Spitzenabschnitt zur in 13 dargestellten Position zurückgezogen. so daß die Ring-Elektroden 95 über die Länge der Katheterspitze die Vorhofwand berühren. Dann wird die HF-Energie nacheinander an die Ring-Elektroden angelegt, um den linearen Einschnitt zwischen der Trikuspidalisklappe und der unteren Hohlvene zu vervollständigen. Dieser lineare Einschnitt blockiert die elektrische Anregungswelle, welche das Vorhof-Flimmern verursacht und ermöglicht es, daß der Vorhof wieder seinen normalen Herzschlag ausführt.
Somit wurde ein Multi-Elektroden-Ablations-Katheter beschrieben, welcher eine individuelle Ablations-Steuerung und eine individuelle Temperaturüberwachung jeder Elektrode ermöglicht. Ferner vermindert die paarweise Anwendung von Kupfer- und Konstantandrähten die Anforderungen nach weiteren Leitungsdrähten und/oder Leitungsdrähten größeren Durchmessers. Dies wiederum ermöglicht einen Katheter kleineren Durchmessers als er anderenfalls entsprechend der Anzahl der Elektroden auf dem Katheter erforderlich wäre. Die Verminderung des Durchmessers des erfindungsgemäßen Katheter ermöglicht die Herstellung dünnerer Einschnitte im Herzen, verbunden mit einer geringeren Schädigung des Herzgewebes, was ein sehr erwünschtes Ergebnis ist.

Claims

Ablations-Katheter (10) umfassend: einen langgestreckten Katheterkörper (11) mit einem proximalen und einem distalen Ende sowie einem sich dazwischen erstreckenden Hohlraum (15); einen Katheter-Spitzenabschnitt (12) am distalen Ende des Katheterkörpers (11) mit einem Hohlraum (17; 18; 117; 118), der sich durch mindestens einen Teil der Katheterspitze (12) erstreckt und mit dem Hohlraum (15) des Katheterkörpers in Verbindung steht; eine im Katheter-Spitzenabschnitt (12) angebrachte Elektrode (21) und eine Leitung (36), die sich von der Elektrode (21) aus durch die Hohlräume (16, 17; 18; 117; 118) des Katheterkörpers und des Katheter-Spitzenabschnittes erstreckt und die einen ersten Draht (37) aus einem ersten hochleitfähigen Material sowie einen zweiten Draht (38) aus einem zweiten, sich vom ersten Material unterscheidenden hochfesten Material umfaßt, wobei der erste und der zweite Draht elektrisch mit einer Innenfläche der Elektrode (21) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Draht (38) nichtleitend mit dem ersten Draht (37) verbunden ist.
Katheter nach Anspruch 1, bei welchem der Katheter-Spitzenabschnitt (12) eine Außenwand sowie einen ersten und einen zweiten achsversetzten Hohlraum (17, 18; 117, 118) aufweist, die sich durch mindestens einen Teil der Katheterspitze (12) erstrecken und voneinander durch eine Wand (62) getrennt sind sowie beide mit dem Hohlraum (15) des Katheterkörpers in Verbindung stehen; wobei sich die Leitung (36) durch den ersten Hohlraum (18; 118) des Katheter-Spitzenabschnittes (12) erstreckt.
Katheter nach Anspruch 3, welcher weiterhin umfaßt: einen Zugdraht (30), der sich durch den Hohlraum (15) des Katheterkörpers und durch den zweiten Hohlraum (17; 117) des Katheter-Spitzenabschnittes erstreckt und der mit seinem distalen Ende in der Nähe des distalen Endes des Katheter-Spitzenabschnittes (12) an diesem befestigt ist und eine Einrichtung (13) zum Bewegen des Zugdrahtes in Längsrichtung relativ zum Katheterkörper (11), um dadurch den Spitzenbereich (12) auszulenken.
Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das erste Material Kupfer ist.
Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem das zweite Material Konstantan ist.
Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das erste Material Kupfer und das zweite Material Konstantan ist.
Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die Elektrode (21) aus einer Goldlegierung hergestellt ist.
Katheter nach Anspruch 7, bei welchem die Elektrode (21) eine Ringelektrode ist und ihre Dicke etwa 203 μm (0,008 Zoll) beträgt.
Katheter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welcher mindestens zwei am Katheter-Spitzenabschnitt (12) befestigte Elektroden (21) aufweist.
Katheter nach Anspruch 9, bei welchem die Elektroden (21) einen Absatnd von 2 mm bis 5mm, vorzugsweise von 3 mm bis 4 mm, haben.