JP2023022621A - Cardiac muscle mechanical characteristic monitor method in irregular pulse ablation - Google Patents
Cardiac muscle mechanical characteristic monitor method in irregular pulse ablation Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023022621A JP2023022621A JP2021127600A JP2021127600A JP2023022621A JP 2023022621 A JP2023022621 A JP 2023022621A JP 2021127600 A JP2021127600 A JP 2021127600A JP 2021127600 A JP2021127600 A JP 2021127600A JP 2023022621 A JP2023022621 A JP 2023022621A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catheter
- ablation
- tip
- mechanical properties
- myocardial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002679 ablation Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 210000004165 myocardium Anatomy 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000001788 irregular Effects 0.000 title abstract 2
- 238000013153 catheter ablation Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000002107 myocardial effect Effects 0.000 claims description 89
- 206010003119 arrhythmia Diseases 0.000 claims description 9
- 230000006793 arrhythmia Effects 0.000 claims description 9
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 61
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 15
- 206010003658 Atrial Fibrillation Diseases 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 210000005240 left ventricle Anatomy 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005483 Hooke's law Effects 0.000 description 5
- 208000003734 Supraventricular Tachycardia Diseases 0.000 description 5
- 206010047302 ventricular tachycardia Diseases 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 206010064964 Phrenic nerve paralysis Diseases 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 210000002216 heart Anatomy 0.000 description 3
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 3
- 208000006808 Atrioventricular Nodal Reentry Tachycardia Diseases 0.000 description 2
- 208000006017 Cardiac Tamponade Diseases 0.000 description 2
- 206010008088 Cerebral artery embolism Diseases 0.000 description 2
- 208000014174 Oesophageal disease Diseases 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010049171 Pulmonary vein stenosis Diseases 0.000 description 2
- 208000001871 Tachycardia Diseases 0.000 description 2
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 238000002651 drug therapy Methods 0.000 description 2
- 208000028299 esophageal disease Diseases 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 201000010849 intracranial embolism Diseases 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000005245 right atrium Anatomy 0.000 description 2
- 210000005241 right ventricle Anatomy 0.000 description 2
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 2
- 206010003130 Arrhythmia supraventricular Diseases 0.000 description 1
- 206010003662 Atrial flutter Diseases 0.000 description 1
- 206010019280 Heart failures Diseases 0.000 description 1
- 206010028851 Necrosis Diseases 0.000 description 1
- 206010029458 Nodal arrhythmia Diseases 0.000 description 1
- 206010061876 Obstruction Diseases 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 206010068690 Pulmonary vein occlusion Diseases 0.000 description 1
- 208000008058 Reciprocating Tachycardia Diseases 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010065342 Supraventricular tachyarrhythmia Diseases 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010162 Tukey test Methods 0.000 description 1
- 238000010317 ablation therapy Methods 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000000540 analysis of variance Methods 0.000 description 1
- 230000001746 atrial effect Effects 0.000 description 1
- 206010003668 atrial tachycardia Diseases 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 210000002302 brachial artery Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 1
- 206010008118 cerebral infarction Diseases 0.000 description 1
- 208000026106 cerebrovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002224 dissection Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002964 excitative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 210000001105 femoral artery Anatomy 0.000 description 1
- 210000003191 femoral vein Anatomy 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 210000005003 heart tissue Anatomy 0.000 description 1
- KHYBPSFKEHXSLX-UHFFFAOYSA-N iminotitanium Chemical compound [Ti]=N KHYBPSFKEHXSLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 210000004971 interatrial septum Anatomy 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000005246 left atrium Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000001338 necrotic effect Effects 0.000 description 1
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001314 paroxysmal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003492 pulmonary vein Anatomy 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000007674 radiofrequency ablation Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 238000002636 symptomatic treatment Methods 0.000 description 1
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Description
本発明は、高周波カテーテルアブレーションに関し、アブレーション条件を決定するための心筋組織の機械特性のモニタ方法に関する。 The present invention relates to radiofrequency catheter ablation and to methods for monitoring mechanical properties of myocardial tissue to determine ablation conditions.
不整脈（arrhythmia）とは、心拍リズムの異常のことをいい、心房性と心室性に分類される。代表的な心房性の不整脈として心房細動が挙げられ、心房細動は不整脈の症例の約半数を占める。日本国内で約73万人（2008年）、米国内で約220万人（1991年）の患者がいる。 Arrhythmia is an abnormality of heart rhythm, and is classified into atrial and ventricular. Atrial fibrillation is mentioned as a typical atrial arrhythmia, and atrial fibrillation accounts for about half of arrhythmia cases. There are approximately 730,000 patients in Japan (2008) and approximately 2.2 million patients in the United States (1991).
心房細動は、肺静脈から発生する異常な電気興奮が主な原因として報告されており、肺静脈起源の異常興奮が左心房内へ伝達され、あるいは心筋組織内に電気的興奮のリエントリー回路（旋回回路）が形成されることにより発生する。 Atrial fibrillation is reported to be mainly caused by abnormal electrical excitation originating from the pulmonary veins. (swirl circuit) is formed.
心房細動の第一選択治療として、除細動、洞調律維持を目的としたリズムコントロール薬がある。しかし薬物療法は対症療法であり根治することができず、慢性心房細動の場合にはリズムコントロール薬が効果を発揮しない場合が多い。心房細動は時間が経つにつれ発作性から慢性心房細動へと移行し、心不全や脳梗塞などを引き起こす大きなリスクファクターとなる。 First-line treatment for atrial fibrillation includes defibrillation and rhythm control drugs aimed at maintaining sinus rhythm. However, drug therapy is a symptomatic treatment and cannot be completely cured, and in the case of chronic atrial fibrillation, rhythm control drugs are often ineffective. Atrial fibrillation changes from paroxysmal to chronic atrial fibrillation over time, and becomes a major risk factor for causing heart failure, cerebral infarction, and the like.
薬剤治療に変わる根治療法として、高周波カテーテルアブレーション（RFCA：Radiofrequency catheter ablation）がある。高周波カテーテルアブレーションは、カテーテルを通して心筋組織に高周波を通電し、心筋組織に生じるジュール熱により、心筋組織を熱凝固壊死され、上記の異常な電気伝導を遮断する治療法である。 Radiofrequency catheter ablation (RFCA) is an alternative to drug treatment. High-frequency catheter ablation is a therapeutic method in which high-frequency current is applied to the myocardial tissue through a catheter, and Joule heat generated in the myocardial tissue causes thermal coagulation necrosis of the myocardial tissue, thereby blocking the abnormal electrical conduction described above.
高周波カテーテルアブレーションは、薬物療法との比較で優位性が実証されているが、重篤な副作用が生じることがあった。すなわち、組織内水蒸気爆発により心タンポナーデを誘発したり、肺静脈狭窄若しくは閉塞、横隔神経麻痺、食道障害、血栓形成による脳塞栓等をもたらすことがあった。 Radiofrequency catheter ablation has demonstrated superiority compared to drug therapy, but can have serious side effects. That is, steam explosion in tissue may induce cardiac tamponade, pulmonary vein stenosis or obstruction, phrenic nerve paralysis, esophageal disorder, cerebral embolism due to thrombus formation, and the like.
このような、副作用を抑制するためには、高周波カテーテルアブレーションの条件を厳密に管理する必要があった。従来は、心筋カテーテルアブレーションを施行する際に、専らローカルインピーダンス（LI：Local Impedance)を測定し、カテーテルと心筋の位置関係を推測していた。その目的に用いるカテーテルについての報告もあった（特許文献１参照)。また、カテーテルアブレーションを行う際に、接触圧（CF：Contact Force)を測定することにより、カテーテルと心筋組織の接触度合いを推測することができることが知られていた。 In order to suppress such side effects, it was necessary to strictly manage the conditions for high-frequency catheter ablation. Conventionally, when performing myocardial catheter ablation, local impedance (LI) was exclusively measured to estimate the positional relationship between the catheter and the myocardium. There was also a report on a catheter used for that purpose (see Patent Document 1). It has also been known that the degree of contact between the catheter and the myocardial tissue can be estimated by measuring the contact pressure (CF) when performing catheter ablation.
上記の心筋組織に対するカテーテルの近接度合いやカテーテルと心筋組織の接触度合いは、それぞれ単独でアブレーション条件を決めるために用いられていた。 The degree of proximity of the catheter to the myocardial tissue and the degree of contact between the catheter and the myocardial tissue have been independently used to determine ablation conditions.
従来は、心筋カテーテルアブレーションを施行する際に、専らローカルインピーダンス（LI：Local Impedance)を測定し、カテーテルと心筋の位置関係を推測していた。また、カテーテルアブレーションを行う際に、接触圧（CF：Contact Force)を測定することにより、カテーテルと心筋組織の接触度合いを推測することができることが知られていた。しかしながら、LI又はCFのみでは、心筋の硬さを含む心筋機械特性を十分知ることができず、依然として高周波アブレーションにより心筋に穴をあけてしまう等の副作用が発生していた。 Conventionally, when performing myocardial catheter ablation, local impedance (LI) was exclusively measured to estimate the positional relationship between the catheter and the myocardium. It has also been known that the degree of contact between the catheter and the myocardial tissue can be estimated by measuring the contact pressure (CF) when performing catheter ablation. However, with LI or CF alone, the mechanical properties of the myocardium, including the hardness of the myocardium, could not be fully understood, and side effects such as perforation of the myocardium still occurred due to high-frequency ablation.
本発明は、心筋カテーテルアブレーションを施行する際の、安全かつ確実にアブレーションを行うためのアブレーション条件を決定するための心筋機械特性をモニタする方法の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of monitoring myocardial mechanical properties for determining ablation conditions for safe and reliable ablation when performing myocardial catheter ablation.
本発明者らは、心筋組織の硬さ等の機械的特性が、高周波カテーテルアブレーションにおける高周波通電による心筋組織の熱変性に影響すると考え、心筋組織の機械的特性をモニタする方法について鋭意検討を行った。 The present inventors believed that the mechanical properties of myocardial tissue, such as hardness, affect the thermal denaturation of myocardial tissue due to high-frequency current application in high-frequency catheter ablation, and have conducted intensive studies on methods for monitoring the mechanical properties of myocardial tissue. rice field.
本発明者は、カテーテル先端付近のインピーダンスであるローカルインピーダンス（LI)に加え、カテーテル先端部と心筋組織との接触圧(CF)を測定し、両者を組合わせたインデックスを用いることにより、心筋の硬さを含めた心筋機械特性を算出し、該機械特性に基づいて副作用が発生しない高周波アブレーションの適切な条件を決定することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The present inventor measured the contact pressure (CF) between the tip of the catheter and the myocardial tissue in addition to the local impedance (LI), which is the impedance near the tip of the catheter, and used an index that was a combination of the two to determine the myocardium. The inventors have found that it is possible to calculate mechanical properties of the myocardium including hardness and determine suitable conditions for high-frequency ablation that do not cause side effects based on the mechanical properties, thereby completing the present invention.
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[１] 不整脈治療のためのカテーテルアブレーションを行う際にアブレーション条件を決定するための心筋の硬さに関する心筋機械特性をモニタする方法であって、
カテーテル先端部に設けたローカルインピーダンス測定用センサで測定したカテーテル先端と心筋との間の距離を推測するためのカテーテル先端付近のローカルインピーダンス（LI：Local Impedance)、及びカテーテル先端部に設けた接触圧測定用センサで測定した心筋とカテーテルとの接触状態を評価するためのカテーテル先端の接触圧（CF:Contact Force)の２種類のパラメータから心筋機械特性を算出することにより心筋機械特性をモニタする方法。
[２] 複数のポイントでLI及びCFを測定し、LI値とCF値について回帰直線を求め、その傾きをインデックスとして、心筋機械特性を算出する、[１]の心筋機械特性をモニタする方法。
[３] LIを測定するための複数の電極をカテーテル先端付近に有し、さらにCFを測定するためのセンサを有する、[１]又は[２]の方法に用いるためのカテーテル。
[４] アブレーションカテーテルである、[３]のカテーテル。
[５] 不整脈治療のためのカテーテルアブレーションを行う際にアブレーション条件を決定するための心筋の硬さに関する心筋機械特性をモニタする装置であって、
(i) LIを測定するための複数の電極をカテーテル先端付近に有し、さらにCFを測定するための手段を有する、カテーテル、
(ii) (i)のカテーテルで測定したLI及びCFより心筋機械特性を算出する演算手段、及び
(iii) 演算手段が解析した心筋機械特性を表示するための表示部、
を有する装置。
[６] カテーテルがアブレーションカテーテルである、[５]の装置。
That is, the present invention is as follows.
[1] A method for monitoring myocardial mechanical properties related to myocardial stiffness for determining ablation conditions when performing catheter ablation for treating arrhythmia, comprising:
Local impedance (LI) near the tip of the catheter for estimating the distance between the tip of the catheter and the myocardium measured by a sensor for measuring local impedance at the tip of the catheter, and contact pressure provided at the tip of the catheter A method of monitoring myocardial mechanical properties by calculating the myocardial mechanical properties from two parameters, the contact force (CF) at the tip of the catheter for evaluating the contact state between the myocardium and the catheter measured by a measurement sensor. .
[2] The method of monitoring myocardial mechanical properties of [1], wherein LI and CF are measured at a plurality of points, a regression line is obtained for the LI and CF values, and the slope is used as an index to calculate myocardial mechanical properties.
[3] A catheter for use in the method of [1] or [2], having a plurality of electrodes near the tip of the catheter for measuring LI and a sensor for measuring CF.
[4] The catheter of [3], which is an ablation catheter.
[5] A device for monitoring myocardial mechanical properties related to myocardial stiffness for determining ablation conditions during catheter ablation for treating arrhythmia, comprising:
(i) a catheter having a plurality of electrodes near the tip of the catheter for measuring LI and a means for measuring CF;
(ii) calculating means for calculating myocardial mechanical properties from the LI and CF measured by the catheter of (i);
(iii) a display unit for displaying the myocardial mechanical properties analyzed by the computing means;
A device with
[6] The device of [5], wherein the catheter is an ablation catheter.
本発明においては、ローカルインピーダンス（LI)の他に接触圧（CF)を測定し、両者を組合わせたインデックスを用いることにより、心筋の硬さを含めた心筋機械特性を算出することができるので、通電位置や通電時間等のカテーテルアブレーションの条件を最適化することができ、その結果、従来より効率的かつ安全なアブレーション治療が可能になる。 In the present invention, the contact pressure (CF) is measured in addition to the local impedance (LI), and the combined index of the two is used to calculate the myocardial mechanical properties including the stiffness of the myocardium. It is possible to optimize catheter ablation conditions such as energization position and energization time.
従来技術からは、LIとCFの両方の値をどのようにして、アブレーション条件を決めるために用いるかは想到できなかった。 It was not possible from the prior art how to use both the LI and CF values to determine the ablation conditions.
本発明はこれまでの不整脈アブレーションモニタリングでは成し得なかった治療対象である心筋組織の機械特性を計測することで劇的に副作用を低減することが可能であると期待され、医学的にも重要な役割を果たすと考えられる。 The present invention is expected to dramatically reduce side effects by measuring the mechanical properties of the myocardial tissue, which is the target of treatment, which could not be achieved by conventional arrhythmia ablation monitoring, and is also medically important. considered to play a significant role.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、不整脈治療のためのカテーテルアブレーションを行う際にアブレーション条件を決定するための心筋の硬さ等に関する心筋機械特性をモニタするための方法である。本発明はさらに、該方法に用いるカテーテルであり、該カテーテルを含む装置である。ここで、「カテーテル」とは血管内に挿入し得る細管をいう。本発明のカテーテルは、カテーテル先端付近のローカルインピーダンス（LI：Local Impedance)を測定するためのセンサ及び心筋とカテーテルとの接触状態を評価するためにカテーテル先端の接触圧（CF:Contact Force)を測定するためのセンサを有している。
The present invention will be described in detail below.
The present invention is a method for monitoring myocardial mechanical properties, such as myocardial stiffness, to determine ablation conditions during catheter ablation for treating arrhythmia. The invention is further a catheter for use in the method and a device comprising the catheter. As used herein, the term "catheter" refers to a thin tube that can be inserted into a blood vessel. The catheter of the present invention has a sensor for measuring the local impedance (LI) near the tip of the catheter and the contact pressure (CF) at the tip of the catheter for evaluating the contact state between the myocardium and the catheter. It has a sensor for
本発明のカテーテルを用いて治療し得る疾患は、異常電気伝導に起因する不整脈、特に頻脈性不整脈である。このような、頻脈性不整脈として、房室回帰性頻拍（AtrioVentricular Reciprocating Tachycardia, AVRT：WPW症候群）、房室結節回帰性頻拍（AtrioVentricular Nodal Reentrant Tachycardia, AVNRT）等の発作性上室性頻拍（Paroxysmal SupraVentricular Tachycardia, PSVT）、心房粗動、心房頻拍、心房細動（AF)（以上、上室性の頻脈性不整脈）や心室頻拍等の心室性の頻脈性不整脈が挙げられる。 Diseases that can be treated using the catheter of the present invention are arrhythmias caused by abnormal electrical conduction, especially tachyarrhythmias. Such tachyarrhythmias include paroxysmal supraventricular tachycardia such as AtrioVentricular Reciprocating Tachycardia (AVRT: WPW syndrome) and AtrioVentricular Nodal Reentrant Tachycardia (AVNRT). Ventricular tachyarrhythmias such as paroxysmal supraventricular tachycardia (PSVT), atrial flutter, atrial tachycardia, atrial fibrillation (AF) (above, supraventricular tachyarrhythmia), and ventricular tachycardia be done.
カテーテルアブレーションについて
本発明のカテーテルは、心臓まで挿入して用いるカテーテルである。該カテーテルとして、心筋の機械特性をモニタするためのモニタ用カテーテルや心筋の機械特性をモニタするとともに心筋組織に対してアブレーションを行うアブレーションカテーテルが含まれる。本発明のカテーテルは、好ましくは心筋組織のアブレーションに用い得るアブレーション治療用のカテーテルである。アブレーションカテーテルは、焼灼用電極を有し、該焼灼用電極に通電することにより、アブレーションを行うことができる。
Catheter Ablation The catheter of the present invention is a catheter used by being inserted into the heart. The catheter includes a monitoring catheter for monitoring the mechanical properties of the myocardium and an ablation catheter for monitoring the mechanical properties of the myocardium and ablating the myocardial tissue. The catheter of the present invention is preferably a catheter for ablation therapy that can be used for ablation of myocardial tissue. The ablation catheter has an ablation electrode, and ablation can be performed by energizing the ablation electrode.
本発明のカテーテルは、通常心臓カテーテルとして用いられているものを使用することができる。本発明のカテーテル先端は自由に屈曲する構造をとっていてもよい。このためには、例えばカテーテル中にテンションワイヤーを配設し、テンションワイヤーの牽引操作により先端部を屈曲させることができる。さらに、先端部をあらかじめ治療部位の形状に適合させるように曲げておいてもよい。本発明の装置はカテーテルを標的部位に挿入進行させるためのガイドシースやガイドワイヤーを含んでいてもよい。カテーテルのサイズは、好ましくは6～8Frである。カテーテルは、定法により、大腿動脈や上腕動脈から体内に挿入すればよい。また、大腿静脈から挿入し、右心房に到達、左心組織へはBrockenbrough法により経心房中隔的に到達する方法も一般的に行なわれている。 As the catheter of the present invention, one commonly used as a cardiac catheter can be used. The catheter tip of the present invention may have a freely bendable structure. For this purpose, for example, a tension wire can be arranged in the catheter and the distal end can be bent by pulling the tension wire. Additionally, the tip may be pre-bent to conform to the shape of the treatment site. Devices of the present invention may include a guide sheath or guide wire for advancing the catheter to the target site. The catheter size is preferably 6-8 Fr. The catheter may be inserted into the body from the femoral artery or brachial artery by a standard method. Another common method is to insert it from the femoral vein, reach the right atrium, and reach the left heart tissue through the interatrial septum by the Brockenbrough method.
アブレーションカテーテルを含む装置は、高周波電流発生装置（高周波焼灼装置）及び通電用対極板を有し、心臓中のカテーテル先端の電極と対極板との間に高周波電流を流すことで、カテーテル先端の温度を60℃程度まで上昇させることにより、組織を壊死させる。
１回当たりの通電時間は、30秒間～60秒間程度であり、数回の焼灼を行う。
カテーテルアブレーションのシステムの概要を図１に示す。
A device including an ablation catheter has a high-frequency current generator (high-frequency ablation device) and a return electrode plate for current flow. The tissue is necrotic by raising the temperature to about 60°C.
The energization time per time is about 30 to 60 seconds, and the cauterization is performed several times.
An overview of the catheter ablation system is shown in FIG.
LI測定及びCF測定のためのセンサ
LI測定用センサ
心筋の硬さに関する心筋機械特性は、カテーテル先端付近のローカルインピーダンス（LI：Local Impedance)及び心筋とカテーテルとの接触状態を評価するためにカテーテル先端の接触圧（CF：Contact Force)をパラメータとして算出することができる。
Sensor for LI and CF measurements
LI measurement sensor Myocardial mechanical properties related to myocardial stiffness are measured by measuring the local impedance (LI) near the catheter tip and the contact pressure (CF) at the catheter tip to evaluate the contact state between the myocardium and the catheter. can be calculated as a parameter.
ここで、カテーテル先端付近のローカルインピーダンス（LI：Local Impedance)とは、カテーテル先端部と心筋組織の接触によって生じる抵抗値をいう。カテーテルの先端と心筋組織の距離によりローカルインピーダンスは変化し、ローカルインピーダンスにより心筋組織に対するカテーテルの位置を推測することができる。ローカルインピーダンスは、カテーテル先端付近に設けたセンサを用いて測定することができる。従って、本発明のカテーテルは、先端付近にローカルインピーダンスを測定するためのセンサを有する。 Here, the local impedance (LI) near the tip of the catheter refers to the resistance value generated by the contact between the tip of the catheter and the myocardial tissue. The local impedance changes according to the distance between the tip of the catheter and the myocardial tissue, and the local impedance can be used to infer the position of the catheter relative to the myocardial tissue. Local impedance can be measured using a sensor located near the tip of the catheter. Accordingly, the catheter of the present invention has a sensor for measuring local impedance near the tip.
ローカルインピーダンス測定のためのセンサはインピーダンス測定センサといい、少なくとも１対の電極を含む複数のインピーダンス検知電極を含み、電極間の信号の変化により、インピーダンスを測定することができる。 A sensor for local impedance measurement, referred to as an impedance measurement sensor, includes a plurality of impedance sensing electrodes, including at least one pair of electrodes, and the change in signal between the electrodes allows the impedance to be measured.
ローカルインピーダンス測定に用いる電極は、本発明のカテーテルの先端に設けられる。本発明のカテーテルは、少なくとも２つの電極を有している。電極は少なくとも電位測定用電極として機能する。また、本発明のカテーテルは通電用電極を有していてもよい。前記の電位測定用電極が通電用電極を兼ねていてもよいし、通電のみに用いられる通電用電極を電位測定にのみ用いられる電位測定用電極とは別個に設けてもよい。 Electrodes used for local impedance measurement are provided at the distal end of the catheter of the present invention. A catheter of the present invention has at least two electrodes. The electrodes function at least as potential measuring electrodes. In addition, the catheter of the present invention may have current-carrying electrodes. The potential measuring electrode may also serve as the conducting electrode, or the conducting electrode used only for conducting electricity may be provided separately from the potential measuring electrode used only for measuring the potential.
通電用電極は、その電極が接触している部位に電流を通すことができる電極をいい、該通電用電極は、カテーテル内部に配設されたリード線に接続され、該リード線を介して電源装置に接続される。 The current-carrying electrode is an electrode that can pass current to the part in contact with the electrode. connected to the device.
電位測定用電極は、電極が接触する標的部位の電位を測定するのに用いることができる。電位測定用電極は、少なくとも２つ存在し、電位差を測定できるような位置に存在する。 Potentiometric electrodes can be used to measure the potential of a target site that the electrode contacts. There are at least two potential measuring electrodes, and they are positioned so that the potential difference can be measured.
上記のように、少なくとも２つ存在するとは、例えば、２つ、３つ、４つ、５つ又はそれ以上存在することをいい、好ましくは２つ～４つである。 As described above, "at least two" means, for example, two, three, four, five or more, preferably two to four.
例えば、カテーテル先端部の外側に複数の電極を設ければよい。この場合、これらの電極として、例えば、リング形状を有しておりカテーテル周囲をリング状に覆うリング電極を用いることができ、該リング電極が複数設けられる場合、リング電極間の距離は、10mm以内、好ましくは5mm以内程度である。また、電極の形状は上述の形状に限定されず、直線形状の線材としたり、または面形状、リボン状、円筒形状、ドーム形状等の形状とすることもできる。面形状は、平面形状も曲面形状も含む。 For example, a plurality of electrodes may be provided on the outside of the catheter tip. In this case, as these electrodes, for example, a ring electrode having a ring shape and covering the circumference of the catheter in a ring shape can be used. , preferably within about 5 mm. Further, the shape of the electrode is not limited to the shape described above, and may be a linear wire, or may be a planar shape, a ribbon shape, a cylindrical shape, a dome shape, or the like. The surface shape includes both a planar shape and a curved surface shape.
電極の大きさは、例えば、カテーテルの長軸に沿った長さが、１～20mm、好ましくは3～20mm、さらに好ましくは3～17mm、さらに好ましくは6～14mm程度である。また、面積は、5～100mm2、好ましくは10～80mm2、さらに好ましくは20～70mm2程度である。 The size of the electrode is, for example, about 1 to 20 mm, preferably 3 to 20 mm, more preferably 3 to 17 mm, and even more preferably 6 to 14 mm in length along the long axis of the catheter. Also, the area is about 5 to 100 mm 2 , preferably 10 to 80 mm 2 , more preferably 20 to 70 mm 2 .
電極の材質としては、SUS材であってもよいが、生体に悪影響を及ぼさないもの、例えば、金、銀、白金、タングステン、パラジウムまたはこれらの合金や、Ni-Ti合金、チタン合金等を使用することが好ましい。 The material of the electrodes may be SUS material, but materials that do not adversely affect the living body, such as gold, silver, platinum, tungsten, palladium, alloys thereof, Ni-Ti alloys, titanium alloys, etc. are used. preferably.
電位測定用電極は、リード線を介して電位測定器に接続し、２つの電極間に電流を流し、その結果生じる電圧を測定することができる。印加された電流に対する電極間の電位差の比率は、電流が伝わった箇所のインピーダンスを反映する。この際、２つの電極を用いる場合、一方の電極を対極とし、２つの電極の電位差を測定すればよい。この場合、例えば、複数の電極を間隔を空けた状態で設けてもよい。該カテーテルを電極部が心筋組織に接触するように置き、電極により電位を検出する。 The potential-measuring electrodes can be connected to a potential-measuring instrument via leads to allow current to flow between the two electrodes and the resulting voltage to be measured. The ratio of the potential difference between the electrodes to the applied current reflects the impedance at which the current travels. At this time, when two electrodes are used, one electrode may be used as a counter electrode, and the potential difference between the two electrodes may be measured. In this case, for example, a plurality of electrodes may be provided at intervals. The catheter is placed so that the electrode portion is in contact with the myocardial tissue, and the electrode detects an electric potential.
上記電極には、さらにより小さな複数の電極が含まれていてもよい。このような小さな電極をマイクロ電極又はミニ電極と呼ぶ。マイクロ電極は、例えば、カテーテルの先端部の電極の周りに円周状に配置すればよい。例えば、カテーテル先端部の電極にマイクロ電極を円周状に２つ、３つ又は４つ設ければよい。このようにマイクロ電極を設けることにより、カテーテルの方向によらず、複数のマイクロ電極の少なくとも１つは心筋組織と接触し得るので、カテーテル先端より近位側に設けた電極との間で局所的なローカルインピーダンスを測定することが可能になる。マイクロ電極の面積は、例えば、0.2～1mm2、好ましくは0.3～0.8mm2、さらに好ましくは0.4～0.7mm2程度である。 The electrodes may also include a plurality of smaller electrodes. Such small electrodes are called micro-electrodes or mini-electrodes. The microelectrodes may, for example, be arranged circumferentially around the electrode at the tip of the catheter. For example, two, three, or four microelectrodes may be provided circumferentially on the electrode at the tip of the catheter. By providing the microelectrodes in this way, at least one of the plurality of microelectrodes can come into contact with the myocardial tissue regardless of the direction of the catheter. local impedance can be measured. The area of the microelectrode is, for example, approximately 0.2 to 1 mm 2 , preferably 0.3 to 0.8 mm 2 , more preferably 0.4 to 0.7 mm 2 .
このような、マイクロ電極を有するカテーテルの電極の位置を図２に示す。このようなカテーテルは、例えば、特表2017-529169号公報に記載されている。 The positions of the electrodes of such a catheter with microelectrodes are shown in FIG. Such a catheter is described, for example, in Japanese Patent Publication No. 2017-529169.
本発明のカテーテルにより測定できるローカルインピーダンスの値とカテーテル先端部と心筋組織との距離が線形性を有するので、インピーダンスの変動により、カテーテル先端部と心筋組織の距離等の位置関係がわかる。なお、ここで距離とはカテーテル先端部と心筋組織が離れており接触していない場合、マイナスとなり、接触したときに０となる、さらに、強く接触した場合、心筋組織がカテーテル先端部に押されて凹み、カテーテル先端部は接触したときの位置からより心筋組織内に移動し、距離はプラスとなる。カテーテル先端部の位置カテーテルと心筋組織が離れている場合、心筋組織にひずみは生じないが、カテーテルと心筋組織が接触している場合、心筋組織が凹みひずみが生じる。すなわち、カテーテルと心筋組織の距離すなわち位置関係から心筋組織のひずみを推測することができる。 Since the value of the local impedance measurable by the catheter of the present invention and the distance between the tip of the catheter and the myocardial tissue have linearity, the positional relationship such as the distance between the tip of the catheter and the myocardial tissue can be determined from the variation of the impedance. Here, the distance is negative when the distal end of the catheter and the myocardial tissue are not in contact with each other, and becomes 0 when the distal end of the catheter is in contact with the myocardial tissue. and the catheter tip moves further into the myocardial tissue from its point of contact, and the distance becomes positive. Position of Catheter Tip When the catheter and myocardial tissue are separated, no strain occurs in the myocardial tissue. That is, strain of the myocardial tissue can be estimated from the distance between the catheter and the myocardial tissue, that is, the positional relationship.
CF測定用センサ
カテーテル先端の接触圧（CF:Contact Force)とは、カテーテル先端が心筋組織と接触しているときの圧力をいい、接触圧により心筋とカテーテルとの接触状態を直接評価することができる。接触圧はカテーテル先端に設けた接触圧センサを用いて測定することができる。接触圧センサとしては、例えば、ピエゾ素子を用いた圧電センサやひずみゲージ式力センサ（ロードセル）を用いることができる。これらのセンサが心筋組織と接触したときに作用圧力に応じた電圧が生じるので、該電圧を測定すればよい。また、光干渉法を使用して干渉解析を行うことにより、接触圧を測定することができる。この場合、接触圧センサの周囲に等間隔で配置された３つの空洞のある円筒型センサを用いる。センサに圧力がかかると前記ギャップの幅は圧力に基づいて変化するので、ギャップを測定すればよい。ギャップは、光ファイバーを用いたファブリーペロー干渉法に基づいて測定することができる。光干渉法を利用したセンサとして、例えば、アボット社のTactiCath QuartzアブレーションシステムNで用いているセンサを用いることができる。接触圧センサはカテーテルの先端部に設けることが好ましい。接触圧センサからはカテーテル内部に配設されたリード線により電源や電位測定器に接続され、電位測定器により接触圧センサからの信号を検出することができる。
CF measurement sensor The contact force (CF) at the tip of the catheter is the pressure when the tip of the catheter is in contact with the myocardial tissue, and the contact pressure between the myocardium and the catheter can be directly evaluated. can. The contact pressure can be measured using a contact pressure sensor provided at the tip of the catheter. As the contact pressure sensor, for example, a piezoelectric sensor using a piezoelectric element or a strain gauge force sensor (load cell) can be used. When these sensors come into contact with myocardial tissue, a voltage corresponding to the applied pressure is generated, and this voltage can be measured. Also, the contact pressure can be measured by interferometric analysis using optical interferometry. In this case, a cylindrical sensor with three cavities equally spaced around the contact pressure sensor is used. When pressure is applied to the sensor, the width of the gap changes based on the pressure, so the gap can be measured. The gap can be measured based on Fabry-Perot interferometry using optical fibers. As the sensor using the optical interferometry, for example, the sensor used in Abbott's TactiCath Quartz Ablation System N can be used. A contact pressure sensor is preferably provided at the distal end of the catheter. The contact pressure sensor is connected to a power source and a potential measuring device by a lead wire arranged inside the catheter, and the potential measuring device can detect a signal from the contact pressure sensor.
心筋組織の機械的特性
上記のように、本発明のカテーテルは、LI測定用センサ及びCF測定用センサを含んでおり、両者を同時に測定することができる。
Mechanical Properties of Myocardial Tissue As described above, the catheter of the present invention includes an LI measurement sensor and a CF measurement sensor, and both can be measured simultaneously.
LIとCFにより心筋組織の機械的特性を評価することができる。ここで、心筋組織の機械的特性とは、心筋組織の硬さ、変形のしやすさ、厚みを含む心筋の機械的構造に基づく総合的な特性をいう。 LI and CF can evaluate the mechanical properties of myocardial tissue. Here, the mechanical properties of the myocardial tissue refer to comprehensive properties based on the mechanical structure of the myocardium, including hardness, easiness of deformation, and thickness of the myocardial tissue.
弾性体である物体の弾性に関する法則にフックの法則がある。E=σ/εで表されるフックの法則において、Eは弾性体の強さ（弾性係数）、σはひずみ、εは応力を表す。 Hooke's law is a law relating to the elasticity of an elastic body. In Hooke's law expressed by E=σ/ε, E represents the strength of an elastic body (elastic modulus), σ represents strain, and ε represents stress.
フックの法則が成立する物質を線形弾性体（フック弾性体）と呼ぶ。心筋組織もひずみ及び応力が一定以下の場合、すなわち、弾性域において、フックの法則が近似として成立する線形弾性体と考えられる。 A material that satisfies Hooke's law is called a linear elastic body (Hooke's elastic body). Myocardial tissue is also considered to be a linear elastic body in which Hooke's law holds as an approximation when the strain and stress are below certain levels, that is, in the elastic region.
本発明のカテーテルに含まれるLI測定センサで測定したLIは、カテーテル先端と心筋組織との距離に対応した心筋組織のひずみを反映し、CFセンサで測定したCFはカテーテルに押されることにより心筋組織内に発生する応力を反映している。 The LI measured by the LI measurement sensor included in the catheter of the present invention reflects the strain of the myocardial tissue corresponding to the distance between the tip of the catheter and the myocardial tissue, and the CF measured by the CF sensor reflects the strain of the myocardial tissue due to the pressure of the catheter. It reflects the stress that occurs inside.
したがって、上記のフックの法則により、CFをLIで除した値（CF/LI)は、心筋組織の機械的特性、すなわち弾性を表す。なお、CF/LIは、LIを横軸にとり、CFを縦軸にとり、測定結果をプロットした場合のグラフの傾きを表す。 Therefore, according to Hooke's law above, the value obtained by dividing CF by LI (CF/LI) represents the mechanical properties of myocardial tissue, ie elasticity. Note that CF/LI represents the slope of a graph plotted with LI on the horizontal axis and CF on the vertical axis.
本発明においては、測定したCF（ｇ）及びLI（Ω）からCF/LIを算出することにより、心筋組織の機械的特性をモニタすることができる。なお、LIはカテーテル先端部と心筋組織の距離を反映しているので、インピーダンスと距離との関係を定式化することにより、距離(ｍｍ）で表すこともできる。例えば、複数のポイントでLI及びCFを測定し、LI値とCF値について回帰直線を求め、その傾きをインデックスとして、心筋機械特性を算出することができる。 In the present invention, the mechanical properties of myocardial tissue can be monitored by calculating CF/LI from the measured CF (g) and LI (Ω). Since LI reflects the distance between the tip of the catheter and the myocardial tissue, it can also be expressed in terms of distance (mm) by formulating the relationship between impedance and distance. For example, the LI and CF are measured at multiple points, a regression line is obtained for the LI and CF values, and the slope of the line is used as an index to calculate the myocardial mechanical properties.
CF/LIをインデックスとして、機械的特性をモニタした心筋組織が硬い組織か、又は柔らかい組織かを評価することができ、該評価の結果により、心筋アブレーションを行うときの条件を決定することができる。ここで、アブレーションの条件とは、高周波通電するときの入力の大きさ、通電時間、接触圧力、角度、回数、他臓器の温度計測等をいう。 Using CF/LI as an index, it is possible to evaluate whether the myocardial tissue whose mechanical properties are monitored is a hard tissue or a soft tissue, and the results of the evaluation can be used to determine the conditions for performing myocardial ablation. . Here, the conditions for ablation include the magnitude of input when applying high-frequency current, the duration of current application, the contact pressure, the angle, the number of times, temperature measurement of other organs, and the like.
ただし、CF/LIの値からアブレーション条件を一義的に決定することができるわけではなく、患者の状態等により、医師が適宜判断する。従って、本発明のカテーテルを用いたモニタ方法は、アブレーション条件を決定するための補助的データを取得する方法でもある。 However, the ablation condition cannot be determined uniquely from the CF/LI value, and the doctor makes an appropriate judgment according to the patient's condition and the like. Therefore, the monitoring method using a catheter of the present invention is also a method of acquiring auxiliary data for determining ablation conditions.
なお、本発明のLI測定用センサとCF測定用センサを含むカテーテルがアブレーションのための部品を有するアブレーションカテーテルである場合、決定された条件でアブレーションを行うことができる。本発明のLI測定用センサとCF測定用センサを含むカテーテルがアブレーションのための部品を有しないモニタ用カテーテルの場合、別途アブレーションカテーテルを用いてアブレーションを行えばよい。例えば、心筋組織の機械的特性をモニタし、アブレーション条件を決定し、その後、時間をおいて、アブレーションカテーテルによりアブレーションを行えばよい。 When the catheter including the LI measurement sensor and the CF measurement sensor of the present invention is an ablation catheter having parts for ablation, ablation can be performed under determined conditions. If the catheter including the LI measurement sensor and the CF measurement sensor of the present invention is a monitoring catheter that does not have parts for ablation, ablation may be performed using a separate ablation catheter. For example, the mechanical properties of the myocardial tissue may be monitored to determine ablation conditions, and then ablation may be performed with an ablation catheter after a period of time.
このように、心筋組織の機械的特性をモニタし、アブレーション条件を決定した上で、アブレーションを行うことにより、組織内水蒸気爆発により誘発される心タンポナーデ、肺静脈狭窄若しくは閉塞、横隔神経麻痺、食道障害、血栓形成による脳塞栓等の副作用を低減することができる。 Thus, by monitoring the mechanical properties of the myocardial tissue, determining the ablation conditions, and performing ablation, cardiac tamponade, pulmonary vein stenosis or occlusion, phrenic nerve paralysis, phrenic nerve paralysis, Side effects such as esophageal disorders and cerebral embolism due to thrombus formation can be reduced.
カテーテルを含む装置
本発明のカテーテルを含む装置は、LI測定用センサ及びCF測定用センサを含むカテーテルを含み、さらに、高周波発生装置、高周波伝送手段、電位測定用電極とリード線により接続された、電位測定器や通電用電極とリード線により接続された電源を備えていてもよい。さらに、カテーテルが備えているLI測定用センサで測定したLI及びCF測定用センサで測定したCFを受け取り記憶する装置、LI及びCFより心筋組織の機械的特性を演算する装置を含んでいてもよい。演算装置はLI及びCFをデータ処理するデータ処理部でもある。さらに、算出した機械的特性に関するデータを表示する表示装置を含んでいてもよい。
Device Comprising a Catheter The device comprising a catheter of the present invention comprises a catheter comprising an LI measuring sensor and a CF measuring sensor, and is further connected to a high frequency generator, high frequency transmission means, potential measuring electrodes and lead wires, A power source connected to the potential measuring device and the current-carrying electrodes by lead wires may be provided. Further, it may include a device for receiving and storing the LI measured by the LI measurement sensor provided in the catheter and the CF measured by the CF measurement sensor, and a device for calculating the mechanical properties of the myocardial tissue from the LI and CF. . The arithmetic unit is also a data processing unit that processes LI and CF data. Further, a display device may be included for displaying data relating to the calculated mechanical properties.
カテーテルのLI測定用センサ及びCF測定用センサで測定したLI及びCFは電気信号に変換され演算装置（演算部）であるデータ処理部に送られる。データ処理部は受け取ったデータを処理して、処理データを表示部に送り、表示部でデータが表示される。データ処理部は、パーソナルコンピュータ等を用いることができ、LI及びCFを記録するメモリ、データを処理する中央演算処理装置（CPU）、中央演算処理装置における演算処理に必要な条件やパラメータを記憶し、かつ演算結果を記憶するハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶装置を含んでいてもよい。また、表示部は、データを表示するモニタやプリンタを含んでいる。 The LI and CF measured by the LI measurement sensor and the CF measurement sensor of the catheter are converted into electrical signals and sent to the data processing section, which is a computing device (computing section). The data processing section processes the received data, sends the processed data to the display section, and the data is displayed on the display section. The data processing unit can use a personal computer, etc., and stores the memory for recording LI and CF, the central processing unit (CPU) for processing data, and the conditions and parameters necessary for arithmetic processing in the central processing unit. , and a storage device such as a hard disk or flash memory for storing the calculation results. The display unit also includes a monitor and printer for displaying data.
カテーテルアブレーションを施行する医師は、得られた機械的特性に関する情報を補助的な情報として、アブレーション条件を決定することができる。 A physician performing catheter ablation can determine ablation conditions using the obtained information on mechanical properties as supplementary information.
本発明を以下の実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 The present invention will be specifically described by the following examples, but the invention is not limited by these examples.
アブレーションカテーテルおよびローカルインピーダンス（LI)測定
遠位先端電極内に組み込まれた3つの微小電極を有する4mm open-irrigatedアブレーションカテーテル(IntellaNav MiFiOI(登録商標））を実験に使用した。このカテーテルはドーム電極と、遠位先端電極内に組み込まれた3つの微小電極とを有し、カテーテルの先端から2mmに位置する3つの等間隔の直径0.8mmの微小電極を有する。ローカルインピーダンスはローカル電位場を生成するために、微小電極と遠位先端電極との間の非刺激性交流（5.0A、14.5kHz）を駆動することによって、アブレーションカテーテルの微小電極(Intellanav MiFi OI)から測定される。結果として、3つのLIを測定し、最大LIのみを分析に使用した。アブレーションカテーテル(IntellaNav MiFiOI(登録商標））は、接触力（CF)を測定することができない。そこで、次節で述べるように、圧力電流変換器（ロードセル）を用いてCFを測定した。
Ablation Catheter and Local Impedance (LI) Measurements A 4 mm open-irrigated ablation catheter (IntellaNav MiFiOI®) with three microelectrodes embedded within the distal tip electrode was used for the experiments. This catheter has a dome electrode and three microelectrodes embedded within the distal tip electrode, with three equally spaced 0.8 mm diameter microelectrodes located 2 mm from the tip of the catheter. Local impedance was applied to the ablation catheter microelectrode (Intellanav MiFi OI) by driving a non-excitatory alternating current (5.0 A, 14.5 kHz) between the microelectrode and the distal tip electrode to generate a local potential field. measured from As a result, 3 LIs were measured and only the maximum LI was used for analysis. The ablation catheter (IntellaNav MiFiOI®) cannot measure contact force (CF). Therefore, as described in the next section, we measured CF using a pressure-current transducer (load cell).
In vitro実験設定
ブタ心筋組織を、すべての実験について、切開の48時間以内に抽出した。ブタ心筋組織を水プール中のステージ上に固定した（図４）。最初のLIが90Ωになるように、水プール中で水10Lに対して塩20gを用いて生理食塩水溶液を調製した。サーモスタットシステム(Thermo-Mate BF-400、Yamato Scientific Co、Ltd、Tokyo、Japan）を用いて、水プール中の生理食塩水溶液を37℃に保った。生理食塩水溶液を、5L/分の流速で心筋組織の表面を横切って循環させて、血流をシミュレートした。カテーテルの先端を第4の電極から遠位方向に10mmの位置で支柱に固定し、支柱をロードセル（DPU-2N、Imada Co、Ltd、Toyohashi、Japan）に接続することによって、カテーテル先端への接触力（CF)を経時的に測定した。ロードセルからの電圧波形を16ビットディジタル符号器（DP850、横河電機、東京、日本）で記録した。スケールを使用して、カテーテルの先端での接触力（CF)および0～30gの範囲のロードセル電圧値を較正した。24 fpsのフレームレートを有するビデオカメラを使用して、カテーテル先端の位置を記録した。
In vitro experimental setup Porcine myocardial tissue was extracted within 48 hours of dissection for all experiments. Porcine myocardial tissue was fixed on a stage in a water pool (Fig. 4). A saline solution was prepared using 20 g of salt to 10 L of water in a water pool so that the initial LI was 90Ω. A thermostat system (Thermo-Mate BF-400, Yamato Scientific Co, Ltd, Tokyo, Japan) was used to keep the saline solution in the water pool at 37°C. A saline solution was circulated across the surface of the myocardial tissue at a flow rate of 5 L/min to simulate blood flow. Contact to the catheter tip was made by fixing the tip of the catheter to a strut at a position 10 mm distally from the fourth electrode and connecting the strut to a load cell (DPU-2N, Imada Co, Ltd, Toyohashi, Japan). Force (CF) was measured over time. The voltage waveform from the load cell was recorded with a 16-bit digital encoder (DP850, Yokogawa Electric, Tokyo, Japan). A scale was used to calibrate the contact force (CF) at the tip of the catheter and load cell voltage values ranging from 0 to 30 g. A video camera with a frame rate of 24 fps was used to record the position of the catheter tip.
アブレーションプロトコル
RFシステム(Rhythmia Mapping system、Boston Scientific)を使用した。ブタ心筋左心室組織を水プール内のステージに固定した。左心室（LV）の心外膜上に高周波病変を作製した。高周波アブレーションは、30ワットの電力および30秒の持続時間で実施した。CF (0g、5g、10g、20g、および30g）およびカテーテル角度（30°、45°、および90°）を各セットで変化させた（合計120病変、それぞれn=8）。ブタ心筋組織表面に対する90°、45°、および30°のカテーテル角度を分度器で評価した。全ての病変は、最初のLI(LI上昇）、LI低下をアブレーションパラメータとして評価した。
Ablation protocol
An RF system (Rhythmia Mapping system, Boston Scientific) was used. Porcine myocardial left ventricular tissue was fixed on a stage in a water pool. A radiofrequency lesion was created on the epicardium of the left ventricle (LV). Radiofrequency ablation was performed at a power of 30 Watts and a duration of 30 seconds. CF (0g, 5g, 10g, 20g, and 30g) and catheter angle (30°, 45°, and 90°) were varied in each set (120 total lesions, n=8 each). Catheter angles of 90°, 45°, and 30° relative to the porcine myocardial tissue surface were evaluated with a protractor. All lesions were evaluated with initial LI (LI increased) and LI decreased as ablation parameters.
RF病変の作製と測定
LVの心外膜上に高周波病変を作製した後、表面病変の中央で断面を切り出し、マクロ画像を撮影した。画像解析ソフトウェア(Image J.free software)を用いて、それぞれのカテーテル角度についてのすべての病変の大きさを、最大病変幅（MW)、最大表面幅（SW)、および最大病変深さ（MD)として評価した（図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃ）。客観性を確保するために、2人の各人による測定病変値の平均を採用した。代表的な病変を、アブレーション処置後1時間以内にホルムアルデヒド中で約1週間固定した。
Fabrication and measurement of RF lesions
After creating a high-frequency lesion on the epicardium of the LV, a section was cut in the center of the superficial lesion and macroscopic images were taken. Using image analysis software (Image J.free software), the size of all lesions for each catheter angle was calculated as maximum lesion width (MW), maximum surface width (SW), and maximum lesion depth (MD). (Figs. 3A, 3B, and 3C). To ensure objectivity, the mean of lesion values measured by each of the two individuals was taken. Representative lesions were fixed in formaldehyde within 1 hour after the ablation procedure for approximately 1 week.
統計解析
全ての統計解析は、JMP 14ソフトウェア(SAS Institute Inc、Cary、NC、USA）を用いて行った。データは、連続変数の平均±標準誤差（SE）として示す。病変サイズ（最大病変幅、最大表面幅、および最大病変深さ）と異なる接触角、CF、初期LI、およびLI低下との間の関係の有意性を、分散分析によって評価した。3つのカテーテル角度群（30°、45°、および90°）の間の差を、Tukey HSD試験を用いて分析した。統計学的有意水準はp＜0.05とした。
Statistical Analysis All statistical analyzes were performed using JMP 14 software (SAS Institute Inc, Cary, NC, USA). Data are presented as mean±standard error (SE) of continuous variables. The significance of relationships between lesion size (maximum lesion width, maximum surface width, and maximum lesion depth) and different contact angles, CF, initial LI, and LI decline was assessed by analysis of variance. Differences between the three catheter angle groups (30°, 45°, and 90°) were analyzed using the Tukey HSD test. The level of statistical significance was set at p<0.05.
結果及び考察
図４に示すように、ブタ心筋組織に対してカテーテルを押し当て、そのときのカテーテルの変位（ひずみ）と接触圧力および局所インピーダンスを連続的に計測した。
Results and Discussion As shown in FIG. 4, the catheter was pressed against porcine myocardial tissue, and the displacement (strain), contact pressure, and local impedance of the catheter at that time were continuously measured.
一般的に応力とひずみのふるまいは物体の機械特性により変化し、応力ひずみ線図から物体の弾性係数を求める方法が用いられる。局所インピーダンスはこれまでにカテーテルと心筋組織の位置関係と相関することが報告されており、局所インピーダンスからひずみを推察可能であると考えた。図５には左心室（LVepi1～3）・右心室（Rvepi1～3)で計測した接触圧力と局所インピーダンスの関係を表す。カテーテルを図４中の下向きに押し当てていったときの連続的変化をプロットした。左心室は全身に血液を送り出す役割で心臓のなかで最も厚みがあり硬い組織である。一方で右心房や左心房壁は薄い。結果ではこれらの心筋組織の機械的特性の違いが接触圧力と局所インピーダンスの近似式係数の差として捉えられることが明らかになった。これを用いることで接触圧力と局所インピーダンスの同時計測により心筋壁の術中診断が可能になると考えられる。 In general, the behavior of stress and strain changes depending on the mechanical properties of an object, and a method of obtaining the elastic modulus of an object from a stress-strain diagram is used. It has been reported that the local impedance is correlated with the positional relationship between the catheter and the myocardial tissue, and we thought that the strain could be inferred from the local impedance. Fig. 5 shows the relationship between contact pressure and local impedance measured in the left ventricle (LVepi1-3) and right ventricle (Rvepi1-3). A continuous change was plotted when the catheter was pushed downward in FIG. The left ventricle is the thickest and hardest tissue in the heart that pumps blood throughout the body. On the other hand, the walls of the right atrium and left atrium are thin. As a result, it was clarified that the difference in the mechanical properties of these myocardial tissues can be captured as the difference in the coefficients of the approximation formula of contact pressure and local impedance. By using this, it is thought that intraoperative diagnosis of the myocardial wall will become possible by simultaneous measurement of contact pressure and local impedance.
本発明のカテーテルは、心筋組織のアブレーションに用いることができる。 The catheter of the present invention can be used for ablation of myocardial tissue.
１ アブレーションカテーテル
２ 心筋組織
３ 通電用対極板
４ 高周波焼灼装置
５ カテーテル
６ 電極
７ マイクロ電極
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
カテーテル先端部に設けたローカルインピーダンス測定用センサで測定したカテーテル先端と心筋との間の距離を推測するためのカテーテル先端付近のローカルインピーダンス（LI：Local Impedance)、及びカテーテル先端部に設けた接触圧測定用センサで測定した心筋とカテーテルとの接触状態を評価するためのカテーテル先端の接触圧（CF:Contact Force)の２種類のパラメータから心筋機械特性を算出することにより心筋機械特性をモニタする方法。 A method of monitoring myocardial mechanical properties related to myocardial stiffness for determining ablation conditions during catheter ablation for treating arrhythmia, comprising:
Local impedance (LI) near the tip of the catheter for estimating the distance between the tip of the catheter and the myocardium measured by a sensor for measuring local impedance at the tip of the catheter, and contact pressure provided at the tip of the catheter A method of monitoring myocardial mechanical properties by calculating the myocardial mechanical properties from two parameters, the contact force (CF) at the tip of the catheter for evaluating the contact state between the myocardium and the catheter measured by a measurement sensor. .
(i) LIを測定するための複数の電極をカテーテル先端付近に有し、さらにCFを測定するための手段を有する、カテーテル、
(ii) (i)のカテーテルで測定したLI及びCFより心筋機械特性を算出する演算手段、及び
(iii) 演算手段が解析した心筋機械特性を表示するための表示部、
を有する装置。 A device for monitoring myocardial mechanical properties related to myocardial stiffness for determining ablation conditions during catheter ablation for treating arrhythmia, comprising:
(i) a catheter having a plurality of electrodes near the tip of the catheter for measuring LI and a means for measuring CF;
(ii) calculating means for calculating myocardial mechanical properties from the LI and CF measured by the catheter of (i);
(iii) a display unit for displaying the myocardial mechanical properties analyzed by the computing means;
A device with
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021127600A JP2023022621A (en) | 2021-08-03 | 2021-08-03 | Cardiac muscle mechanical characteristic monitor method in irregular pulse ablation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021127600A JP2023022621A (en) | 2021-08-03 | 2021-08-03 | Cardiac muscle mechanical characteristic monitor method in irregular pulse ablation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023022621A true JP2023022621A (en) | 2023-02-15 |
Family
ID=85201772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021127600A Pending JP2023022621A (en) | 2021-08-03 | 2021-08-03 | Cardiac muscle mechanical characteristic monitor method in irregular pulse ablation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023022621A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116746943A (en) * | 2023-08-18 | 2023-09-15 | 四川锦江电子医疗器械科技股份有限公司 | Medical electrode mapping catheter |
-
2021
- 2021-08-03 JP JP2021127600A patent/JP2023022621A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116746943A (en) * | 2023-08-18 | 2023-09-15 | 四川锦江电子医疗器械科技股份有限公司 | Medical electrode mapping catheter |
| CN116746943B (en) * | 2023-08-18 | 2023-11-07 | 四川锦江电子医疗器械科技股份有限公司 | Medical electrode mapping catheter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12016660B2 (en) | Guidewire apparatus and method for multiple parameter analysis of coronary stenosis | |
| US20240189033A1 (en) | Lesion prediction based in part on tissue characterization | |
| CA2655732C (en) | Localization of body lumen junctions | |
| JP2017508528A (en) | Electrophysiology system | |
| Münkler et al. | Local impedance guides catheter ablation in patients with ventricular tachycardia | |
| EP4032471A1 (en) | Automatic catheter stability determination | |
| US10751119B2 (en) | Method and device for detection of arrhythmias and myocardial injury | |
| JP2023022621A (en) | Cardiac muscle mechanical characteristic monitor method in irregular pulse ablation | |
| CN111657913B (en) | Midfield signal extraction | |
| JP7150479B2 (en) | A Cardiac Electrophysiology Instrument with Catheter Stability While Estimating Impedance Drop | |
| EP4035597A1 (en) | Managing medical device equipment by online magnetic calibration of a catheter | |
| EP4014867A1 (en) | Signal and correction processing for anatomical structure mapping data | |
| JP2023531437A (en) | Devices and methods for delivering electroporation therapy | |
| US20220193422A1 (en) | Automatic post pacing interval measurement and display | |
| JP2022104909A (en) | Post-ablation validation via visual signal | |
| Ullah | Factors Affecting Catheter Contact in the Human Left Atrium, its Impact on the Electrogram and Radiofrequency Ablation. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240731 |