JP2005536313A - 卵円窩の位置を特定する方法及び装置 - Google Patents

卵円窩の位置を特定する方法及び装置 Download PDF

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Abstract

卵円窩を識別する方法および装置。経中隔装置（５０）は、中空のシース（５１）および内部カテーテル（５２）を含む。カテーテル（５２）の遠位端（７０）は、電位図を生成するための装置に装着可能なケーブル（５３、５４）と接続する第１および第２電極（６５、６６）を含む。電極を心房中隔に対接して複数の位置に移動させながら、電位図を獲得する。卵円窩は、単極電圧の低下、信号分裂、広がった信号、低下した信号スルーレート、低下した局所心筋層インピーダンス、増大した位相角、および増大したペーシング閾値のうちの少なくとも１つに基づいて識別される。

Description

本発明は、卵円窩(fossa ovalis)の位置を特定する方法及び装置、並びに経中隔穿刺法(transseptal puncture)を実行する方法及び装置に関する。
左心房および左心室カテーテル法のための経中隔穿刺法は、最初にロス及びコープによって１９５９年に同時に説明された。１９６０年代には、ブロッケンブロー及び同僚らが、経中隔針(transseptal needle)及びガイディングカテーテルの設計を改良した。１９６０年代後半及び１９７０年代には、合併症の発生のために、また、逆行到達法による心臓左側のカテーテル法の改善をもたらした選択的冠状動脈造影法が開発されたために、その使用が廃れた。経皮的バルーン僧帽弁形成術、順行経皮大動脈弁形成術、及び左心房から生じる不整脈のカテーテル・アブレーション（すなわち、左側バイパス路の利用）の出現によって、左心房及び左心室に到達するための経中隔穿刺手技が大いに見直されている。
経中隔カテーテル法の目的は、右心房から卵円窩を経由して左心房を横切ることである。この処置には、針とカテーテルとの組み合わせによって、このような領域を機械的に穿刺する必要がある。典型的には、ガイドワイヤを右大腿静脈に挿通して上大静脈にまで進める。シース（典型的には、長さ約６６ｃｍ）が、ガイドワイヤ上を伝って上大静脈に進入する拡張器（典型的には、長さ約７０ｃｍ）の上に配置される。次いで、ガイドワイヤを取りだし、７１ｃｍのブロッケンブロー針を拡張器先端まで進める。装置は、中隔に沿って右心房の中に引き下ろされる。拡張器先端が卵円窩に隣接して位置決めされるとき（多くの場合、超音波誘導の下に決定される）、その針は、それが拡張器先端を通過し、卵円窩を経由して左心房の中に達するように前方に押し込まれる。次いで、針の上を伝って拡張器及びシースを卵円窩に押し通すことができる。次いで、拡張器及び針を取りだし、シースを左心房の定位置に残す。その後、様々な必要な処置を実行するために、スリーブに通してカテーテルを左心房の中に挿入する。
経中隔到達法の危険性は、針及びカテーテルが、大動脈、冠状静脈洞、または心房の自由壁のような隣接構造を穿刺しかねないことにある。心臓カテーテル法に関する共同研究では、０．２％の死亡率、６％の重大合併症の発生率、及び３．４％の重篤な合併症の発生率が、４３件の穿孔を含めて報告された。このような危険性を最小限にするために、手術者は、心房中隔の局所解剖学的構造に精通していなければならない。この処置の生命に関わる合併症のおそれのために、多くの手術者は、せいぜい心臓の心外膜の影を示すに過ぎない螢光透視法では不十分であり、追加的な器具の必要性を感じている。卵円窩の位置を特定するのに使用可能な追加的な技法には、２方面蛍光透視法、検圧法、造影注入剤ばかりでなく、表面、経食道、または心臓内心エコー検査法（すなわち、超音波検査）も含まれる。
心エコー検査法は有用であるが、他方では、これらの技法を用いて卵円窩の位置を特定する際に潜在的な問題がある。音響誘導を使って探り当てる卵円窩と経中隔拡張器との接触及びその卵円窩の膜のテンティング(tenting)が、超音波ビームが切り取る卵円窩の部位によっては失敗するおそれがある。膜の異なる部分が拡張器先端によってテンティングされても、それが超音波画像中で明らかにならない場合がある。経食道超音波心臓図検査（transesophageal echocardiography；ＴＥＥ）を使用して穿刺を案内しても、異なる手術者がＴＥＥシステムを操作しなければならず、したがって、特に、データの解釈に誤差が生じるおそれがある。例えば、異なるカテーテル（経中隔拡張器ではなく）が卵円窩をテンティングする可能性がある。超音波誘導の定常的な使用にも拘わらず、電気生理学研究所で行われた経中隔穿刺時に心嚢塞栓及び他の合併症が発生したことが知られている。また、超音波カテーテルの配置及び使用には、しばしば大型の静脈内シースの挿入が必要である。超音波カテーテルとシースを使用することによって生じる追加的な時間と経費も少なからぬものがあり、そのために、これらの定常的な使用を非実用的にするおそれがある。
本発明によれば、患者の卵円窩を識別する方法であって、
（ａ）患者の心房中隔の組織に対して、１つまたは複数の電極を位置決めする工程；
（ｂ）該電極を心房中隔の組織に対して複数の位置に移動させながら、心房中隔の組織の単極及び／または双極電位図を獲得する工程；並びに
（ｃ）以下のパラメータ：
単極電圧の低下(unipolar voltage reduction)、
信号分裂(signal fractionation)、
広がった信号(broadened signal)、
低下した信号スルーレート(reduced signal slew rate)、
低下した局所心筋層インピーダンス(reduced local myocardial impedance)、
増大した位相角(increased phase angle)、及び
増大したペーシング閾値(increased pacing threshold)
のうちの少なくとも１つに基づいて卵円窩を識別する工程；
からなる各工程を含むことを特徴とする患者の卵円窩を識別する方法が提供される。
卵円窩は、双極電圧の低下に基づいても識別可能である。さらに、卵円窩は、上記で指摘したパラメータのうちの少なくとも２つに基づいて識別可能である。
また、本発明によれば、患者に経中隔穿刺を実施する方法であって、
（ａ）患者の心房中隔の組織に対して、１つまたは複数の電極を位置決めする工程；
（ｂ）該電極を心房中隔の組織に対して複数の位置に移動させながら、心房中隔の組織の単極及び／または双極電位図を獲得する工程；
（ｃ）以下のパラメータ：
単極電圧の低下、
信号分裂、
広がった信号、
低下した信号スルーレート、
低下した局所心筋層インピーダンス、
増大した位相角、及び
増大したペーシング閾値
のうちの少なくとも１つに基づいて卵円窩を識別する工程；並びに
（ｄ）左心房に到達するために卵円窩を貫通して心房中隔を穿通する工程；
の各工程を含むことを特徴とする患者に経中隔穿刺を実施する方法が提供される。
以上の方法では、１つまたは複数の電極をカテーテルの遠位端上に設けることが可能であり、位置決めする工程は、カテーテルの遠位端を患者の心房中隔の組織に対して位置決めする工程を含む。さらに、穿通する工程は、針をカテーテルの内部に通し、卵円窩を貫通して左心房の中に押し入れる工程を含む。本方法は、カテーテルの遠位端が心房中隔の組織に接触していることを確認するために、単極電位図中のＳＴ部の上昇を観察する工程も含むことができる。
さらに、本発明によれば、
経中隔穿刺に使用するためのカテーテルであって、
（ａ）中空内腔；、
（ｂ）カテーテルの遠位端に位置決めされた第１電極；及び
（ｃ）カテーテル上に位置決めされ、かつ、第１電極から近位に離間された第２電極
を備えたカテーテルが提供される。
本発明者は、卵円窩の位置は、心房中隔組織の電気生理学的活動の測定によって特定可能であることを見出した。さらに、本発明者は、卵円窩の位置を特定するためばかりでなく、卵円窩の経中隔穿刺を行うために使用できる装置を開発した。
卵円窩は、卵円孔と呼ばれる胎児の心房間連通部位における凹部である。胎児期には、このような連通部は、胎盤から来る酸素に富んだ下大静脈血が左心房に到達することを可能にし、さらに、際立った縁または縁郭を上方に有する。卵円窩の床は、薄い線維筋性の隔壁である。実際に、卵円窩は、心房中隔の他の部分よりも薄いので、光を使用して卵円窩を選択的に徹照(transilluminate)することさえ可能である。
しかし、卵円窩は、心房中隔の周囲組織よりも薄いことに加えて、本発明者は、多量の瘢痕組織を有することも見出した。ヒトの心臓に関する解剖学的研究（マッソン三色染色法及び米国立保健衛生研究所の画像プログラムを使用した顕微鏡法／形態計測学的分析による）により、卵円窩が心房中隔の非陥凹部分よりもかなり多量の線維組織を有することが判明した。特に、心房中隔の非陥凹部分が一貫して約７０％の筋肉及び３０％の繊維組織を有する一方で、卵円窩は、平均して３３％の筋肉及び６７％の繊維組織を有していた。
図１は、ヘマトキシリン及びエオシン染色（パネルＡ、Ｃ及びＥ）並びにマッソン三色染色法（パネルＢ、Ｄ及びＦ）を使用したヒトの心房中隔の光学顕微鏡による組織の断面である。パネルＡ及びＢは、卵円窩の上方縁郭及び膜を示す。パネルＣ及びＤは、心房中隔の上方縁郭を示し、他方、パネルＥ及びＦは、卵円窩の膜を示す。図１からわかるように、卵円窩は、心房中隔の他の部分よりもかなり多くの線維性瘢痕組織を有する。本発明者は、卵円窩の厚みの薄さと併せて、このような多量の瘢痕組織によって、この部位の電気生理学的活動の測定による卵円窩の位置特定が可能になることを見出した。
特に、本発明者は、卵円窩の位置は、この卵円窩及び周囲心臓組織の電気生理学的（「ＥＰ」）活動の測定によって特定可能であることを見出した。様々な部位の組織のＥＰ活動における差を観察することによって、手術者は、卵円窩の位置を決定することができる。心房中隔の他の部位に対する卵円窩のより低い筋肉含有率及びより高い線維組織含有率ばかりでなく、卵円窩の相対的な「菲薄化」(thinning)も、心臓内電位図によって容易に観察可能なＥＰ活動の変化をもたらす。例えば、卵円窩は、より小さい振幅及びより低いスルーレートのより広い分裂電位図を記録する。これらの驚くべき発見に基づいて、経中隔穿刺時に使用するカテーテル／拡張器に、ＥＰデータを獲得するための１つまたは複数の電極を組み込むことができる。
心臓内電位図は、検査すべき心臓組織に対して、１つまたは複数の電極を有するプローブを位置決めすることによって典型的に実行される。このプローブは、シースによって静脈または動脈を通じて心臓の中に挿入されるのが典型的である。記録装置（当業者にはよく知られている）を使用して、心臓組織が発生する電気信号を記録しかつ表示する。単極プローブが使用されるとき、該プローブ上の単一電極からのリード線が記録装置または増幅器の正の端子に接続され、次いで、不関（または基準）電極が記録装置または増幅器の負の端子に接続される。この不関電極は、「探査」(exploring)電極から離れて配置される単なる別の電極に過ぎず、電気活動が生起しない組織の中にまたはそれに対接して典型的に位置決めされる。この基準電極は、皮膚パッチ、患者の身体上の様々な位置に配置された複数の電極（すなわち、ウィルソン中心電極；Wilson's central terminal）、または大静脈（例えば、下大静脈）中に位置決めされた別体のカテーテルに配置された電極さえも含むことができる。単極電位図では、この電位図は、心臓組織に対接して位置決めされた単極電極と負の電極に接続された電極との間の電位差を表示する。
双極電位図では、該プローブが、単一のプローブ中に短い間隔（典型的には、約５ｍｍ未満）だけ相互に離間された２つの電極を備えるのが典型である。これらの２つの電極からのリード線は、記録装置の接続箱に接続される。
心臓内電位図中の信号は、その振幅（典型的には、ミリボルトの単位で測定）、その持続時間（ミリ秒の単位で測定）、及びそのスルーレート（ボルト毎秒の単位で測定）を特徴とする。電位図の振幅は、電極の下に横たわる心筋層の質量、電極と心筋層との接触、脱分極の軸に対する電極の向き、及び筋細胞と電極との間の非興奮性組織（すなわち、線維性または結合組織）の存在を含めて、幾つかの要因に依存する。例えば、梗塞性心室心筋層に接触している電極または厚い線維組織層によって被包された電極は、健康な筋細胞と直接接触している電極よりも小さい振幅の電位図を典型的に示す。スルーレートは、検知電極間の電気的信号の最大変化率を表し、数学的には、電位図の一次導関数（ｄｖ／ｄｔ）であり、かつ、電位図電圧の経時変化の測定値である。それは一般に、電位図の振幅及び持続時間に直接関連する。卵円窩の領域では、スルーレートは卵円窩の領域内ではより低く、したがって電位図の振幅の変化に追従することになる。
図２は、標準的なＥＰ検出可能カテーテル３０を使用して得られた双極電位図を示す。図２では、四極ＥＰカテーテル３０が、卵円窩２５上方の心房中隔に対して右心房の内部に配置されている（図２Ａ参照）。基準点として、上大静脈が２１、大動脈が２２、肺動脈が２３、及び冠状静脈洞が２４で示されている。カテーテル３０が心房中隔に沿って下方に引きずられ、かつ、卵円窩２５に接触させると（図２Ｂ）、双極の電気解剖学的な電圧３１が急激に降下する。実際に、卵円窩の領域は、約１ｍＶ未満の振幅の単極及び双極電位図を一貫して示し、他方、心房中隔の他の部分が約２ｍＶよりも大きな電位図を示す（図３参照）。
心房中隔の高密度マッピング（米国カルフォルニア州ダイヤモンドバー市在のバイオセンス・ウエブスター社から入手可能なＣＡＲＴＯシステムを使用して実施）は、さらに、卵円窩の領域（冠状静脈洞の後方及びヒス束の下方）が低電圧並びに分裂した単極及び双極電位図を一貫して示す。図３は、ＣＡＲＴＯシステムを使用して得た単極及び双極電位図を示す。図３のパネルＡは、卵円窩上方の心房中隔上の箇所に関する単極及び双極電位図を示す。図３のパネルＡでわかるように、単極電圧は２．６６ｍＶであり、双極電圧は２．５２ｍＶである。図３のパネルＢは、卵円窩２５に関する双極及び単極電位図を示す。図３のパネルＢでわかるように、卵円窩に関する単極電圧は０．５２ｍＶであり、双極電圧は０．８４ｍＶである。したがって、心房中隔の周囲組織に比べた卵円窩に関する電圧降下を効果的に使用して、卵円窩の位置を特定することができる。
図３でわかるように、卵円窩の領域は、幅広い（持続時間で約５０ｍｓよりも長い）電位図を示すが、他方、心房中隔の他の部分は、幅が約３５ｍｓ未満の信号を有する。双極電位図は、幾つかのスパイクまたは偏位（分裂）を示し、単極電位図は、幅が広く、低いスルーレートを有する。このような電位図形態学における分裂(fractionation)は、心房中隔の他の部分に比べて、この組織中の実質的により多量のコラーゲンが複雑な異方性伝導(anisotropic conduction)をもたらすことによるものと考えられる。単極電位図中のスルーレートに関して、卵円窩に関して観察されたスルーレートが約０．３ボルト／秒以下であるのに対して、心房中隔の他の部分は、約０．５ボルト／秒よりも大きなスルーレートを与える。したがって、増大した分裂、増大した信号幅、及び低下したスルーレートは、卵円窩の位置の追加的な指標となる。
卵円窩は、減少した信号振幅、並びに増大した幅、分裂及びスルーレートの観察によって識別可能であるばかりでなく、卵円窩は、低下した局所心筋層インピーダンス及びより大きな位相角によっても明白である。心筋層組織インピーダンスは、健康な組織と病変組織との両方の受動的な電気的特性であると考えられる。心筋層インピーダンス（Ｚ）は、心筋層に流した正弦波電流（Ｉ）によって除した電圧（Ｖ）として定義される。慢性心筋梗塞形成による心室瘤は、より低い局所心筋層インピーダンス測定値及びより大きな位相角を示すことが幾人かの研究者によって注目された。インピーダンス測定値の変化は、瘢痕組織の識別に際しかつ慢性心筋梗塞形成の存在、範囲及び位置の画定に際して、信頼性のおけるものであることが判明した。瘢痕組織中のより低い心内膜インピーダンスは、細胞外容積対細胞内容積比の増加、及びその結果として生じる、インパルス伝導の細胞外経路の増加によるものと考えられる。別の仮説は、左心室壁の菲薄化及び心臓組織質量の喪失によるのではないかというものである。
本発明者は、心房中隔の他の部分に対して卵円窩のより低い筋肉含有率及びより高い線維組織含有率ばかりでなく、卵円窩の相対的な「菲薄化」も、より低い局所インピーダンス値の記録をもたらし、したがって、卵円窩の識別に使用可能であることを見出した。カテーテルが上大静脈中に位置決めされるとき、該システムは、一般に、約１３０オームよりも大きなインピーダンス値を記録した。一旦カテーテルが左心房中に下がると、インピーダンスは、約１２０オーム以下にまで低下した。カテーテルを卵円窩の領域まで引きずると、さらに約１５オームだけインピーダンスが低下した。したがって、カテーテルの先端または他のプローブを下方に引きずって心房中隔を横切るときに、心筋層インピーダンスを観察することにより、卵円窩は、インピーダンスの急激な降下（典型的には、約１５オーム）によっても識別可能である。同様に、卵円窩は、周囲組織に比べて位相角が増大することによっても識別可能である。
インピーダンスは、例えば、ウルフらのAm.J.Physiol.2001年；280：H179-H188によって説明されている技法を使用して測定可能である。安定化された出力振幅を有し、かつ、５０ｋＨｚの周波数を有する１〜２μＡの正弦波信号を生成する発生器（例えば、米国カリフォルニア州ダイヤモンドバー市在のバイオセンス・ウエブスタ社から入手可能なStockert発生器）が使用される。高出力インピーダンスを有する出力電流源バッファが心臓内電極に接続され、かつ、心筋組織に一定の交流が流される。帰路電極が回路中の基準点に接続され、かつ、患者の背中に対接して配置される。心臓内電極は、差動増幅器の一方の入力に接続され、帰路電極は、第２の入力に接続される。次いで、増幅器の出力が、測定周波数に等しい中心周波数を有する帯域フィルタを通過する。同期検波器がＡＣ電圧を直流に変換する。
また、卵円窩中のより多くの線維組織量の存在は、より大きなペーシング閾値をもたらし、したがって、卵円窩を識別する際の追加的な電気生理学的測定値として役立つ。「ペーシング閾値」とは、心臓を捕捉するのに必要なペースメーカの電気的インパルスからの電流量を指す。それは、ペーシング・カテーテルが接触している筋肉及び瘢痕／線維組織の量に大きく依存する。存在する瘢痕／線維組織が多ければ多いほど、それだけペーシング閾値が大きくなる。
したがって、電気的ペーシング・インパルスは、電極（例えば、標準的なＥＰ検出可能カテーテルまたは本明細書でさらに説明される本発明の経中隔装置上の電極であっても）によって、心房中隔に印加可能である。心臓を捕捉するのに必要な最小振幅が印加され、かつ、電極を担時するプローブまたはカテーテルが下方に引きずられて心房中隔を横切る。電極が卵円窩に到達すると、電気インパルスは、もはや心臓を捕捉するには十分な振幅ではない。例えば、卵円窩に隣接する心房中隔に印加されたときに心臓を捕捉するには、一般に約０．５ミリ秒のパルス幅持続時間および約０．８と約１．０Ｖとの間の振幅を有する電気的インパルスで十分である。しかし、卵円窩に印加されたときに心臓を捕捉するには、このような振幅では不十分である。この場合には、０．５ミリ秒のパルス幅持続時間で約１．５と約１．６Ｖとの間の振幅が必要である。したがって、増大したペーシング閾値を使用しても卵円窩の位置を特定することができる。
上に説明した卵円窩の位置を特定するための様々なパラメータに加えて、単極電位図中に観察されるＳＴ部の上昇も経中隔穿刺時に有利に使用することができる。心房中隔の組織の単極電位図は、電極が心房心筋層に適切に接触しかつそれに対してかなりの圧力を印加するときには、必ずＳＴ部の上昇を示す。図４でわかるように、ＳＴ部の上昇は、双極電位図ではなく、心房中隔の単極電位図中に記録される。ＳＴ部の上昇を観察することによって、手術者は、経中隔穿刺（カテーテルを通過させた針による）を実施するために、カテーテルが心筋層にかなりの圧力を印加中であることを確信することができる。
上述した電気生理学的なパラメータを使用して経中隔穿刺処置を案内することができる。例えば、単一電極を経中隔装置の拡張器先端に組み込むことができる（単極電位図及び他の電気生理学的パラメータを記録するために）。別法として、双極電位図を測定するために、１対の複数の電極を拡張器に組み込むことができる。卵円窩と心房心筋層の他の部分との間には幾つかの電気生理学的な相違点が存在するので、幾つかの電気化学的パラメータを使用すると、本装置によって行われる測定の予測値が増えることになる。
双極電位図は、卵円窩の位置を特定する際に有用であるが、双極電位図は、電気活動の波面が電極間軸に直交する方向に進行すると、電気活動を記録することができないという点で重大な欠点を有する。生命に関わる合併症のおそれがある場合に、経中隔穿刺が万一誤った心房領域で行われると、それは、双極電位図から取った電圧測定値のみに依存していれば文字通り致命的な欠点となり得る。このような欠点に関する電気生理学的な基本原理及び単極電位図の他の利点を以下に論じる。
心臓のような容積導体(volume conductor)中の電流源によって生成される電位は、基準部位における電位に対して常に記録される。したがって、それは、心臓内電位図を生成する心筋層内部の電流によって生じる２つの電極間の電位差である。実用では、記録部位の信号が記録装置の正の入力に供給され、基準信号が記録装置の負の入力に供給される。
双極電位図は、２つの単極電極及び共通の遠隔不関電極から記録された２つの単極電位図間の瞬間電位差であると考えられ得る。数学的にいえば、双極電位図(bipolar electrogram)は、第１電極３５からの単極電位図(unipolar electrogram)から、第２電極３６からの単極電位図を減じたものに等しい。換言すれば、双極ＥＧＭ＝単極ＥＧＭ１−単極ＥＧＭ２である。単極先端電位図及びリング電位図が同じ振幅とタイミングを持てば、２つの信号は相互に相殺し合い、得られる双極電位図は、存在しないことになるか、またはどちらかの一方の単極電位図のみよりも遙かに小さいものになる。
このために、双極電位図は、脱分極波面に対する電極間軸の向きに影響を受けやすい。図５のパネルＡ及びＢに示すように、細長いプローブの軸（すなわち、電極間軸）が脱分極波面の進行方向に平行であれば、鮮鋭な電位図が刻まれる。しかし、電極間軸が波面に直交すれば（図５のパネルＣ及びＤ）、波面が電極の下を通過するので、これら２つの電極下の電位シフトは同一である。このような場合の電極は、相互に対して電位差を記録しない。したがって、心臓内電位図は、生成されない。一般的に、双極電位図は、３つの変数、すなわち先端または遠隔電極の電圧、リングまたは近接電極の電圧、及び極または電極間における活動時間差（位相シフト）の存在の関数であることが理解される。これは、唯一の変数が先端電極の電圧である単極電位図とは対照的である。変数の数の増加により、双極電位図におけるより大きな変動は驚くべきことではない。双極電位図に関してしばしば見られる通常の呼吸に伴う大きな信号の変化は、それらのむらに対する追加的な証拠である。
双極電位図のみに依存することに伴う潜在的な問題の劇的な例示を図６に示すが、それは、双極電位図による低電圧の誤った読取りを示す。この図では、第１及び第２電極３５と３６とを有するカテーテル３４は、カテーテル先端（したがって、両電極）が卵円窩から離れたヒトの心房の後壁中に位置決めされるように位置決めされている。この部位で行われる経中隔穿刺は、生命に関わる合併症を伴うおそれがある。しかし、この部位からの双極電位図は、０．９５ｍＶのみの電圧を示し、他方で単極電位図は、２．４３ｍＶ（カテーテルの先端が卵円窩にないことを示す）の電圧を呈示する。このような矛盾は、同様の振幅であるカテーテルの遠隔及び近接電極によって記録された単極ＥＧＭの結果である可能性が大いにあり、したがって、活動のタイミングにおける重大な位相シフトは存在しない。したがって、双極電位図信号の電圧に、単独では、卵円窩の位置を特定するために依存すべきではない。
上述した原理及び検出構成、すなわち、１対の複数の電極であって、それらの両方が心筋層に接触している電極からの電気信号の記録は、双極システムを説明する。双極記録方式では、基準電極が探査電極に近接して位置決めされる。単極方式では、基準電極（通常は、陽極）が記録部位（陰極）から無限距離に配置される。理論的には、基準電極は、探査電極における電界を生成する電気の流れ域を越えて配置される。したがって、単極記録は、局所電気的事象と遠隔電気的事象との両方からの影響を反映することができる。心臓から記録された単極電位図は、心臓の他の部分からの活動の寄与は距離に伴って減少するが、そのような活動を含むことができる。細胞内及び細胞外電位図の同時記録は、単極電位図の下降行程では、固有の偏位が探査電極下の活動電位の上昇行程と一致することを示した。
臨床的な実践では、ペースメーカによる単極電位図の記録時には、パルス発生器が基準電極として機能する。電気生理学研究所では、基準電極は、通常、次の中の１つである。すなわち、
ａ）皮膚パッチ：電線が皮膚パッチに接続され、かつ、リード線が増幅器の負の端子に接続される。単極ペースメーカのリード線の植込み時に、このリード線は、多くの場合、露出した嚢中の筋肉に接続された鰐口クリップによってテストされ、かつ、その他端が増幅器の負の端子に接続される（皮膚パッチと同じ原理の使用）。
ｂ）ウィルソン中心電極：５０００オーム抵抗器を介して、３肢電極の全てを接続することによって作製される中心端子。このような端子を負極として使用する。
ｃ）下静脈のような大静脈の１つの中の不関電極：増幅器の負の入力に接続される別体のカテーテルも、大静脈の１つの中に配置可能である。
局所的組織虚血に定量的に相関する単極信号の最高最低振幅が、虚血性心臓障害の状況において変化することを研究者が発見した。心臓瘢痕及び以前の心筋梗塞による動脈瘤を有する患者では、単極電位図による電圧マッピングは、通常に灌流された心筋層を固定灌流欠損から確実に区別し、かつ、灌流欠損内の生存不能域も識別する。ケックらによる研究では、単極電圧知見が、陽子射出断層撮影法（Positron Emission Tomography；ＰＥＴ）グルコース利用からの知見と適切に相関した。双極電位図は、特に信号が分裂するとき（それらが多くの偏位を有するとき）、しばしば解釈が難しい。反対に、単極電位図の解釈は、たとえ異常な条件下であっても単純明快であり、この特徴は、その大きな強みである。
図７及び８は、卵円窩の位置を特定するためばかりでなく、経中隔穿刺を実行するために使用可能な本発明に係る経中隔装置５０を示す。経中隔装置５０は、それが中空シース５１及び内部カテーテル（時に拡張器とも呼ばれる）５２を含む点では、従来の経中隔装置と同様である。カテーテル５２は、中空であり、かつ、シース５１よりも僅かに長い（典型的には、約４ｃｍ長い）。当業者には知られているように、ガイドワイヤが右大腿静脈に挿通され、上大静脈まで進められる。カテーテル（または拡張器）５２がシース５１に挿入され、カテーテルの遠位端がシース５１の遠位端５６を越えて突き出す。次いで、シース及びカテーテルは、ガイドワイヤ上を伝って上大静脈の中に進められる。次いで、ガイドワイヤは取り出される。
カテーテル５２の遠位端７０は、従来方式でテーパーが付けられているばかりでなく、カテーテル５２の遠位端に１対の複数の電極６５及び６６が設けられている。第１の、すなわち、遠隔電極６５がカテーテル５２の先端に設けられ、さらに第２の、すなわち、近接電極６６もカテーテル５２の遠位端に設けることができるが、この近接電極は、約２ｍｍと約４ｍｍとの間の距離だけ第１電極６５から近位方向に離間されている。電極は、例えば、リング形であるが、第１電極は、約２ｍｍと約４ｍｍとの間の長さを有し、第２電極は、約２ｍｍの長さを有する。電気リード線７３及び７４は、第１及び第２電極６５及び６６とそれぞれに電気接続している。カテーテル５２の近位端では、電気リード線７３及び７４がケーブル５３及び５４とそれぞれに電気接続しており、それらは、差動増幅器または電位図を生成するための他の装置に取付け可能である。このような方式で、カテーテル５２の先端部７０は、電気生理学的マッピング用カテーテル（双極及び単極）として機能し、さらに、従来の経中隔装置におけるカテーテル／拡張器と同じ機能も果たす。
図９〜１１は、卵円窩の位置を特定するために、単極電位図を使用して経中隔穿刺する際に経中隔装置７０を使用しているところを示す。単極測定のみを示すので、第２電極がカテーテル５２の先端７０から割愛してある。しかし、たとえ第２電極６６がカテーテル５２上に設けられていても、カテーテルは、依然として単極（及び双極）測定用に使用可能であることに留意されたい。図９では、経中隔装置５０が、カテーテル／拡張器の遠位端７０が上大静脈内に配置されるまで、患者の大腿静脈の中に挿入されている。先端７０上の電極６５からの電気リード線は、差動増幅器への正の入力として使用され、他方、皮膚パッチ７５が基準電極の役割を果たし、かつ、電線または他のリード線を経由して差動増幅器への負の入力に接続される。次いで、第１電極６５を有する遠位先端７０が心房中隔に沿って下方に引きずられるが、それと同時に、手術者は、遠位先端７０が卵円窩に接触したことを示す電気生理学的パラメータを監視する。先に説明した指標の１つまたは複数を使用してこのような判断を下す。手術者は、さらに、遠位先端７０が卵円窩に対してかなりの圧力を印加中であることを確認するために、ＳＴ部の上昇を観察することもできる。
一旦、手術者が卵円窩の位置を確認し、かつ、遠位先端７０が卵円窩に適切に接触していることを確認したら、針をカテーテル５２の中央内腔に通し、針の先端が遠位端７０を越えて突き出し、卵円窩を貫通して左心房の中に達するまで押し入れることができる。その後で、カテーテル５２を卵円窩に押し通し、次に、シース５１が続く。次いで、カテーテル５２及び針をシース５１から抜き出して、卵円窩を貫通して左心房の中に延在した状態でシース５１を残しておく。
図１０は、別法による配置を示すが、そこでは、ウィルソン中心電極が基準電極として使用される。ウィルソン中心電極は、５０００オーム抵抗器を介して３肢電極の全てを接続することによって作製される。この端子は、負極として使用される。
図１１は、他の別法による配置を示すが、そこでは、不関電極７６が下大静脈の中に位置決めされる。増幅器の負の入力に接続されている別体のカテーテルも大静脈の１つの中に配置可能である。
ヒトの心房中隔からの光学顕微鏡による組織断面を示す図である。 双極電位図を獲得し、かつ、カテーテルが心房中隔に沿って下方に引きずられて卵円窩に接触するときに、振幅の増大に基づいて卵円窩を識別するために、四極ＥＰカテーテルを使用するのを示す図である。 卵円窩に隣接する心房中隔の組織及び卵円窩自体から取った単極及び双極電位図を示す図であり、卵円窩は、低いスルーレートを有する低電圧で、広く、かつ、分裂した信号を供給する。 卵円窩に隣接する心房中隔の組織から取った単極及び双極電位図を示す図であり、そこでは、単極電位図がＳＴ部の上昇を示し、他方、双極電位図はそれを示さず、さらに、双極電位図は、たとえプローブが卵円窩の位置になくても低電圧を示す。 電気的励起の波面の向きに対する双極電位図の電極間軸の位置決めの重要性を模式的に示す図である。 図４と同様の図であるが、プローブの位置が示されており、たとえプローブが卵円窩の位置になくても、双極電位図が電圧の減少を呈することを示す。 本発明の１実施形態に従う経中隔装置を示す模式図である。 図７に示した経中隔装置のカテーテル遠位部分を示す断面図である。 皮膚パッチを不関（基準）電極として使用し、単極電位図を得るために図７の経中隔装置を使用することを示す模式図である。 ウィルソン中心電極を不関電極として使用し、単極電位図を得るために図７の経中隔装置を使用することを示す模式図である。 下大静脈中に配置された別体の従来的なＥＰカテーテルを不関電極として使用し、単極電位図を得るために図７の経中隔装置を使用することを示す模式図である。
符号の説明
２１：上大静脈、２２：大動脈、２３：肺動脈、２４：冠状静脈洞、２５：卵円窩、
３０：カテーテル、３１：電圧、３４：カテーテル、３５：第１電極、３６：第２電極、
５０：経中隔装置、５１：シース、５２：カテーテル、５３及び５４：ケーブル、
５６：遠位端、６５及び６６：電極、７０：遠位端、７３及び７４：リード線、
７５：皮膚パッチ、７６：不関電極。

Claims (20)

  1. 患者の卵円窩を識別する方法であって、
    （ａ）患者の心房中隔の組織に対して、１つまたは複数の電極を位置決めする工程；
    （ｂ）該電極を心房中隔の組織に対して複数の位置に移動させながら、心房中隔の組織の単極及び／または双極電位図を獲得する工程；並びに
    （ｃ）以下のパラメータ：
    単極電圧の低下、
    信号分裂、
    広がった信号、
    低下した信号スルーレート、
    低下した局所心筋層インピーダンス、
    増大した位相角、及び
    増大したペーシング閾値
    のうちの少なくとも１つに基づいて卵円窩を識別する工程；
    からなる各工程を含むことを特徴とする患者の卵円窩を識別する方法。
  2. 卵円窩が、双極電圧の低下に基づいても識別される請求項１記載の方法。
  3. 卵円窩が、以下のパラメータ：
    単極電圧の低下、
    信号分裂、
    広がった信号、
    低下した信号スルーレート、
    低下した局所心筋層インピーダンス、
    増大した位相角、及び
    増大したペーシング閾値
    のうちの少なくとも２つに基づいて識別される請求項１記載の方法。
  4. 患者に経中隔穿刺を実施する方法であって、
    （ａ）患者の心房中隔の組織に対して、１つまたは複数の電極を位置決めする工程；
    （ｂ）該電極を心房中隔の組織に対して複数の位置に移動させながら、心房中隔の組織の単極及び／または双極電位図を獲得する工程；
    （ｃ）以下のパラメータ：
    単極電圧の低下、
    信号分裂、
    広がった信号、
    低下した信号スルーレート、
    低下した局所心筋層インピーダンス、
    増大した位相角、及び
    増大したペーシング閾値
    のうちの少なくとも１つに基づいて卵円窩を識別する工程；並びに
    （ｄ）左心房に到達するために卵円窩を貫通して心房中隔を穿通する工程；
    の各工程を含むことを特徴とする患者に経中隔穿刺を実施する方法。
  5. 前記１つまたは複数の電極がカテーテルの遠位端上に設けられ、かつ、前記位置決めする工程が該カテーテルの遠位端を患者の心房中隔の組織に対して位置決めする工程からなる請求項４記載の方法。
  6. 前記穿通する工程が、針を前記カテーテルの内部に通し、卵円窩を貫通して左心房の中に押し入れる工程を含む請求項５記載の方法。
  7. ２つの電極が前記カテーテル上に設けられ、該電極の一方が該カテーテルの遠位先端に配置され、該電極の他方が前記一方の電極に対して近位の該カテーテル上に配置される請求項５記載の方法。
  8. 単極及び双極電位図が得られ、かつ、前記カテーテルの遠位端が心房中隔の組織に接触していることを確認するために、該単極電位図中のＳＴ部の上昇を観察する工程をさらに含む請求項５記載の方法。
  9. 卵円窩が双極電圧の低下に基づいても識別される請求項４記載の方法。
  10. 卵円窩が、以下のパラメータ：
    単極電圧の低下、
    信号分裂、
    広がった信号、
    低下した信号スルーレート、
    低下した局所心筋層インピーダンス、
    増大した位相角、及び
    増大したペーシング閾値
    のうちの少なくとも２つに基づいて識別される請求項４記載の方法。
  11. 経中隔穿刺に使用するためのカテーテルであって、
    （ａ）中空内腔；
    （ｂ）カテーテルの遠位端に位置決めされた第１電極；及び
    （ｃ）カテーテル上に位置決めされ、かつ、第１電極から近位に離間された第２電極
    を備え、
    該カテーテルは、カテーテルが経中隔穿刺のためにシースの中に挿入可能であり、かつ、経中隔針が前記内腔に通されて針の先端がカテーテルの遠位端を越えて突き出すまで押入れ可能であるように構成され、並びに
    該カテーテルは、カテーテルの遠位端が卵円窩の位置を特定するための電気生理学的マッピング用カテーテルとしてばかりでなく、カテーテルの内腔の中に位置決めした経中隔針上を伝ってカテーテルを押し入れることによって経中隔穿刺処置時に卵円窩を穿通するのに適切な拡張器としても使用可能であるように構成されている
    ことを特徴とする経中隔穿刺に使用するためのカテーテル。
  12. 卵円窩が単極電圧の低下に基づいて識別される請求項１記載の方法。
  13. 卵円窩が単極電圧の低下に基づいて識別される請求項４記載の方法。
  14. 不関電極が単極電位図を得るために心房中隔に対して位置決めした前記電極の１つと組み合わせて使用できるように、該不関電極を患者の体内にまたはその体に対して位置決めする工程をさらに含む請求項４記載の方法。
  15. 前記少なくとも１つの不関電極が、皮膚パッチ、ウィルソン中心電極、及び患者の静脈中に位置決めした電極からなる群より選択される請求項１４記載の方法。
  16. 前記方法が、
    ガイドワイヤを患者の大腿静脈に挿通し、かつ、該ガイドワイヤを上大静脈まで進める工程；
    前記カテーテルをシースの中に挿入する工程；
    前記カテーテルの遠位端を心房中隔に対して位置決めするために、前記シース及びカテーテルを該ガイドワイヤの上を伝って上大静脈の中に進める工程；
    前記穿通する工程の後に、該カテーテル及び該シースを卵円窩に通して左心房の中に押し入れる工程；並びに
    該シースを卵円窩に押し通した後で、前記カテーテル及び前記針を該シースから取り出す工程；
    をさらに含む請求項６記載の方法。
  17. 前記カテーテルの遠位端にはテーパが付けられ、さらに、前記第２電極が約２ｍｍと約４ｍｍとの間の間隔だけ前記第１電極から離間されている請求項１１記載の方法。
  18. 前記カテーテルが前記第１及び第２電極と電気接続している第１及び第２電気リード線、並びに前記カテーテルの近位端に第１及び第２ケーブルをさらに備え、前記第１及び第２ケーブルが前記第１及び第２電気リード線と電気接続しかつ電位図を記録する装置に接続するように構成されている請求項１７記載の方法。
  19. 患者の卵円窩の位置を特定し、かつ、卵円窩の経中隔穿刺を実行する経中隔装置であって、
    （ａ）遠位端を有する中空シース；
    （ｂ）該シースの中に挿入されるように構成した内部カテーテルであって、該カテーテルは、内腔と、該カテーテルの遠位端に位置決めした第１電極と、該カテーテル上に位置決めされかつ前記第１電極から近位に離間された第２電極とを有し、該カテーテルは、該カテーテルの遠位端が該シースの遠位端を越えて突き出した状態で該カテーテルが該シースの中に挿入可能であるように該シースよりも長い、内部カテーテル；並びに
    （ｃ）該電極と電気接続している電位図を記録する記録装置；
    を備え、
    前記カテーテルは、経中隔針を、前記針の先端が前記カテーテルの遠位端を越えて突き出すまで前記内腔に押し通すことができるように構成され、
    さらに、前記経中隔装置が、以下のパラメータ：
    単極電圧の低下、
    信号分裂、
    広がった信号、
    低下した信号スルーレート、
    低下した局所心筋層インピーダンス、
    増大した位相角、及び
    増大したペーシング閾値
    のうちの少なくとも１つに基づいて、使用者が患者の卵円窩を識別できるように構成されている
    ことを特徴とする経中隔装置。
  20. 前記カテーテルの遠位端にはテーパが付けられ、かつ、前記第２電極が前記第１電極から約２ｍｍと約４ｍｍとの間の間隔だけ離間されている請求項１９記載の経中隔装置。
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