RO131542B1 - Aparat pentru determinarea potenţialelor electrice anormale de la nivelul miocardului ventricular - Google Patents

Aparat pentru determinarea potenţialelor electrice anormale de la nivelul miocardului ventricular Download PDF

Info

Publication number
RO131542B1
RO131542B1 RO201600415A RO201600415A RO131542B1 RO 131542 B1 RO131542 B1 RO 131542B1 RO 201600415 A RO201600415 A RO 201600415A RO 201600415 A RO201600415 A RO 201600415A RO 131542 B1 RO131542 B1 RO 131542B1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
catheter
signal
ekg
abnormal
qrs complex
Prior art date
Application number
RO201600415A
Other languages
English (en)
Other versions
RO131542A0 (ro
Inventor
Horia Chiriac
Mihaela Grecu
Sorin Corodeanu
Mihai Ţibu
Nicoleta Lupu
Original Assignee
Institutul Naţional De Cercetare Dezvoltare Pentru Fizică Tehnică Bd.Prof.Dr.Doc.Dimitrie Mangeron
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institutul Naţional De Cercetare Dezvoltare Pentru Fizică Tehnică Bd.Prof.Dr.Doc.Dimitrie Mangeron filed Critical Institutul Naţional De Cercetare Dezvoltare Pentru Fizică Tehnică Bd.Prof.Dr.Doc.Dimitrie Mangeron
Priority to RO201600415A priority Critical patent/RO131542B1/ro
Publication of RO131542A0 publication Critical patent/RO131542A0/ro
Priority to EP17765492.8A priority patent/EP3463069B1/en
Priority to PCT/RO2017/000010 priority patent/WO2017213533A1/en
Priority to US16/308,191 priority patent/US11344247B2/en
Priority to CA3026961A priority patent/CA3026961C/en
Priority to IL263567A priority patent/IL263567B2/en
Publication of RO131542B1 publication Critical patent/RO131542B1/ro

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A61B5/363Detecting tachycardia or bradycardia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/28Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electrocardiography [ECG]
    • A61B5/283Invasive
    • A61B5/287Holders for multiple electrodes, e.g. electrode catheters for electrophysiological study [EPS]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/347Detecting the frequency distribution of signals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A61B5/366Detecting abnormal QRS complex, e.g. widening
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48Other medical applications
    • A61B5/4848Monitoring or testing the effects of treatment, e.g. of medication
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/6852Catheters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • A61B5/7253Details of waveform analysis characterised by using transforms
    • A61B5/7257Details of waveform analysis characterised by using transforms using Fourier transforms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/7405Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using sound
    • A61B5/7415Sound rendering of measured values, e.g. by pitch or volume variation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/742Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using visual displays
    • A61B5/743Displaying an image simultaneously with additional graphical information, e.g. symbols, charts, function plots
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2505/00Evaluating, monitoring or diagnosing in the context of a particular type of medical care
    • A61B2505/05Surgical care
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • A61B5/7264Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Description

Prezenta invenție se referă la un aparat pentru determinarea punctelor de potențial electric anormal care apar la nivelul miocardului ventricular, în special la nivelul ventriculului stâng, care sunt capabile să genereze tulburări de ritm cu impact vital.
Sistemele medicale utilizate în medicină la modul general și în cardiologie în mod special furnizează semnale electrice complexe a căror interpretare este de multe ori dificil de efectuat. Un caz particular este reprezentat de sistemele de monitorizare utilizate în timpul intervențiilor de ablație, în care decizia privind locul în care se va efectua cauterizarea se face pe baza semnalelor furnizate în timp real de electrocardiograma de suprafață și semnalul electric înregistrat de către electrozii cateterului în locul analizat, respectiv zona intracardiacă. Medicul face această estimare pe baza anumitor caracteristici ale semnalelor înregistrate și decide dacă zona respectivă trebuie cauterizată sau nu, urmărind în același timp mai multe instrumente.
Invenția permite determinarea mult mai exactă a acelor puncte cu risc în tahicardia/aritmia ventriculară, care este necesar să fie distruse. Astfel, sunt recuperate/salvate zone viabile de la nivel ventricular, care supraviețuiesc în urma unui infarct miocardic.
Se cunoaște că tahicardia ventriculară (TV) apare adesea la pacienții care dezvoltă zone cicatriceale la nivel ventricular, ca urmare a unui infarct miocardic. în acest caz, semnalul electric care traversează zona de miocard ventricular afectat este întârziat în mod neomogen, ceea ce creează condițiile ideale pentru dezvoltarea de circuite electrice anormale, de tip buclă de reintrare. Indiferent de etiologia afectării miocardice (ischemie miocardică - sechelă de infarct miocardic, valvulopatie, sarcoidoză, boală cardiacă congenitală, displazie aritmogenă de ventricul) [“Catheter ablation for scar-related ventriculartachycardias”, Raymond J. M., Sacher F., Winslow R., Tedrow U. et al., Curr Probi Cardiol, 2009,34, pp. 225 - 270], substratul este reprezentat de o cicatrice miocardică neomogenă, alcătuită din zone de fibroză, obstacol în conducerea impulsului electric și zone de miocard viabil, capabile de a conduce lent impulsul electric, suportul ideal pentru reintrarea intraventriculară [“Reentry as a cause of ventricular tachycardia in patients with chronic ischemic heart disease: Electrophysiologic and anatomic correlation”, de Bakker J. M., van Capelle F. J., Janse M. J. et al., Circulation, 1988, 77, pp. 589-606], [“Electrophysiologic substrate underlying postinfarction ventricular tachycardia: characterization androle in catheterablation”, Haqqani Η. M., Marchlinski F. E., Heart Rhythm, 2009, 6, pp. S70-S76], Aceasta poate conduce la un ritm cardiac anormal, de tip TV, sau complet haotic de tip fibrilație ventriculară, condiție care pune în pericol viața pacientului prin faptul că inima nu mai poate realiza funcția sa principală de pompare a sângelui. Pentru eliminarea zonelor cu conducere electrică lentă intracicatriceală, ce sunt marcate de potențiale electrice anormale la nivel ventricular, se folosește în special metoda ablației și, mult mai rar, îndepărtarea chirurgicală a țesutului afectat.
Ablația prin radiofrecvență (ARF) a TV este probabil cea mai complexă procedură intervențională din cardiologie și reprezintă o mare provocare. Obiectivul ARF este întreruperea circuitului de reintrare în zona sa critică de conducere lentă [“Infarct architecture and characteristics on delayed enhanced magnetic resonance imaging andelectroanatomic mappingin patients withpostinfarction ventriculararrhythmia”, Desjardins B., Crawford T., Good E. et al., Heart Rhythm, 2009, 6(5), pp. 644 - 651], [“Catheter ablation of ventricular tachycardia in ischaemic and non-ischaemic cardiomyopathy: where are we today? A clinicalreview”, Wissner E., Stevenson W.G., Kuck K.H., European Heart Journal, 2012, 33, p. 1440-1450], Ablația prin radiofrecvență
RO 131542 Β1 constă în realizarea de leziuni punctiforme de tip cauterizare în zona critică a circuitului de 1 reintrare. Aceste leziuni se realizează prin intermediul vârfului unui cateterde ablație introdus în interiorul inimii (fig. 1), în contact cu zona detectată ca anormală, cateterul fiind conectat 3 la un generator de curent de radiofrecvență cu frecvență medie-joasă de 500 kHz. Leziunea se obține prin încălzirea miocardului la o temperatură de minimum 50°C, suficient de mare 5 pentru realizarea unei leziuni ireversibile, și are la bază procesul de necroză de coagulare.
Eliminarea TV a evoluat de la tehnici convenționale de cartografiere bidimensională, 7 în care mappingul TV se putea realiza exclusiv în timpul tahicardiei, pe baza manevrelor de stimulare cardiacă, obiectivul fiind identificarea punctului de ieșire a impulsului electric din 9 circuitul de reintrare (tehnica pacemapping), sau a zonei de conducere lentă a impulsului electric (tehnica de entrainment), folosind orientarea radioscopică, către tehnici moderne de 11 mapping ce permit identificarea și eliminarea substratului aritmogen (zona de amplitudine joasă a potențialului electric și prezența de electrograme anormale) în afara tahicardiei, în 13 ritm sinusal, stabil, folosind sisteme de mapping non-fluoroscopice [“Identification of reentry circuit sites during catheter mapping and radiofrequency ablation of 15 ventricular tachycardia late after myocardial infarction”, Stevenson W.G., Khan H., Sager P. et al., Circulation, 1993, 88, pp. 1647-1670], Chiar și tehnicile moderne de 17 mapping au dezavantajul localizării imperfecte a zonei cicatriceale și necesită timpi lungi de cartografiere. 19
De mare ajutor în identificarea zonei cicatriceale înainte de procedura de ARF ar fi efectuarea de rezonanță magnetică nucleară ce poate identifica extinderea zonală și 21 intramurală a fibrozei. Dezavantajul constă în faptul că majoritatea pacienților cu boală cardiacă structurală, care necesită procedura de ablație a TV, au deja un defibrilator (DEF) 23 implantat, ceea ce face imposibilă realizarea de RMN cardiac înaintea procedurii ablative. Din acest motiv, operatorul nu are indicii despre extinderea fibrozei miocardice, iar 25 localizarea electrocardiografică și echocardiografică conferă criterii cu totul aproximative.
Ablația substratului miocardic, folosind tehnica tridimensională de mapping, permite 27 eliminarea TV noninductibile, sau cu degradare hemodinamică, prin analiza substratului aritmogen, în ritm sinusal stabil. Actual, zonele de miocard cicatriceal, borderline și normal 29 se identifică prin realizarea hărții de voltaj a ventriculului drept sau stâng folosind sistemele de cartografiere 3D, cel mai utilizat fiind sistemul CARTO 3D [“Tachycardia-related 31 channel in the scar tissue in patients with sustained monomorphic ventricular tachycardias: Influence of the voltage scar definition”, Arenal A., del Castillo S., 33
Gonzalez-Torrecilla E. et al., Circulation. 2004, 110, pp. 2568-2574], Prin convenție, în fig. 2, zona de miocard cicatriceal, cu potențiale microvoltate mai mici de 0,5...1,5 mV, este 35 marcată cu a, zona borderline este marcată cu b și miocardul cu amplitudine normală a potențialului electric, este marcat cu c. 37
Tehnica prezintă multe dezavantaje: necesită construcția hărții punct cu punct, este consumatoare de timp, iar contactul insuficient al cateterului cu peretele miocardic poate 39 detecta potențiale microvoltate ce ar putea fi greșit interpretate ca zone de fibroză [“EHRA/HRS expert consensus on catheter ablation of ventricular arrhythmias”, Aliot 41
E. M., Stevenson W. G., Almendral-Garrote J. M et al., Heart Rhythm, 2009, 6(6), pp. 886 - 933], [“Head-to-head comparison of contrast-enhancedmagnetic resonance 43 imaging and electroanatomical voltage mapping to assess post-infarct scar characteristics in patients with ventricular tachycardias: real-time image integration 45 and reversed registration”, Wijnmaalen A.P., van der Geest R.J., van Huls van Taxis C.F. et al., Eur Heart J, 2011, 32, pp. 104-14], iar din acest motiv există o intensă 47 preocupare în rândul aritmologilor intervenționiști pentru perfecționarea metodei.
RO 131542 Β1
Interpretarea potențialelor electrice anormale în zona cicatriceală este cea mai dificilă, neexistând, în momentul de față, elemente de standardizare. Analiza potențialelor electrice este atât mare consumatoare de timp, cât și aproximativă, ține mult de experiența operatorului și nu există criterii de reproductibilitate care să asigure aplicabilitatea pe scară largă a acestei tehnici. Fiind singura alternativă actuală viabilă de tratament, eforturile în lumea medicală se concentrează pe analiza semnalului electric. Sunt cunoscute metode de determinare a punctelor de potențial electric anormal de la nivel ventricular, pe baza amplitudinii semnalului recepționat de pe suprafața interioară a cordului (endocard). Dezavantajul acestei metode este că punctele sau zonele sănătoase de la nivel ventricular pot fi confundate cu zone de potențial electric anormal cu risc în tahicardia sau aritmia ventriculară, fiind supuse ablației. De asemenea, puncte cu potențial electric latent anormal pot fi omise în procesul de ablație, ceea ce crește rata recidivei tahicardiilor pe termen lung.
Alți autori analizează durata potențialului electric. Cu cât potențialul electric într-o zonă are durata mai mare, cu atât mai mult înseamnă că potențialul electric este condus lent în acea zonă și pot apărea bucle electrice anormale având ca expresie clinică TV. Identificarea potențialelor electrice anormale în ritm cardiac normal deschide perspectiva tratării acelor tahicardii ventriculare care nu sunt tolerate hemodinamic, în timpul cărora tensiunea arterială scade, pacientul pierde cunoștința, iar originea tahicardiei nu poate fi identificată. Pe de altă parte, tratarea unei singure tahicardii ventriculare nu scade riscul aritmie al pacientului, întrucât majoritatea pacienților dezvoltă mai multe morfologii de tahicardie ventriculară, de aceea fiind important să tratăm întreaga zonă cicatriceală.
Mai mult de 50% dintre pacienții care efectuează o procedură de ARF TV prin mijloace convenționale 2D au recurența aritmiei în următorii ani, post procedură.
Utilizarea mijloacelor 3D de cartografiere țintită și minuțioasă a zonei cicatriceale au îmbunătățit rezultatele ARF în ultimii ani, cu posibilitatea obținerii de rezultate încurajatoare pe termen lung, la 2 ani de la procedură 80% dintre pacienți fiind lipsiți de evenimente aritmice [“Late potentials abolition as an additional technique for reduction of arrhythmia recurrence in scar related ventricular tachycardia ablation”, Vergara P., Trevisi N., Ricco A. et al., J Cardiovasc Electrophysiol, 2012, 23, pp. 621 - 627], [Scar Dechanneling: A New Method for Scar-Related Left Ventricular Tachycardia Substrate Ablation. Circ Arrhythm Electrophysiol”, Berruezo A., Fernândez-Armenta J., Andreu D. et al., published online January 12, 2015; DOI: 10.1161/CIRCEP.114.002386]. Din acest motiv, în tot mai multe centre din lume, tratamentul TV se realizează prin mijloace de cartografiere 3D, deși costurile intraprocedurale sunt mult mai mari comparativ cu tehnica 2D.
Convențional, cateterul de ablație este plasatîn interiorul inimii, folosind radioscopia pentru vizualizare. Mijloacele și tehnicile de cartografiere tridimensională (mapping) existente, folosite în ablația cardiacă, permit crearea unei imagini virtuale a cavității cordului, cu ajutorul câmpului magnetic. Astfel, se poate plasa cu precizie cateterul într-ο anumită zonă, se poate marca punctul anormal pe harta virtuală, se pot marca punctele de ablație efectuate și se poate reveni asupra punctelor definite ca anormale la momentul ablației, după ce s-a realizat analiza zonei anormale în ansamblu.
Sistemele actuale de cartografiere 3D definesc automat zona anormală cicatriceală doar pe baza amplitudinii potențialului electric, în baza căreia se realizează o hartă de voltaj. Ulterior, medicul realizează o analiză minuțioasă, punct cu punct, a zonei detectate grosier ca cicatriceală și definește prin măsurare manuală potențiale electrice ca fiind anormale, folosind și alte criterii decât cele legate de amplitudinea semnalului electric.
RO 131542 Β1
Problema tehnică este determinarea cu acuratețe, pe suprafața interioară a 1 miocardului ventricular, a punctelor cu potențial electric anormal, într-un timp scurt.
Soluția tehnică rezolvă problema tehnică și constă într-un aparat cu interpretare 3 digitală a semnalelor achiziționate și semnalizarea automată, acustică și/sau luminoasă, a potențialului electric ce îndeplinește criterii de potențial electric anormal. Decizia de tratare 5 a acelui punct prin aplicarea curentului de radiofrecvență rămâne la latitudinea medicului care poate face în paralel și o interpretare clasică, manuală, a semnalului. 7
Aparatul pentru determinarea punctelor de potențial electric anormal de la nivelul miocardului ventricular în vederea efectuării procedurii de ablație a acestora cuprinde un 9 modul de amplificare și filtrare analogică, un convertor de semnal analog-digital, un dispozitiv hardware care conține un microcip pentru procesarea digitală, prin intermediul unui software, 11 a semnalelor primite de la un EKG și de la un cateter, un ecran pentru afișarea semnalelor primite de la EKG și de la cateter, precum și a potențialelor electrice anormale de la nivelul 13 miocardului ventricular identificate prin intermediul software-ului. Software-ul analizează semnalul primit de la cateter referitor la amplitudinea, durata și sincronizarea cu complexul 15 QRS al semnalului provenit de la EKG, precum și gradul de fragmentare spectrală (analiza FFT). Software-ul activează condiția de excludere a eventualelor semnale artefactate, 17 semnalul fiind considerat normal, iar celelalte intervale de căutare fiind automat ignorate dacă nivelul semnalului de la cateter depășește primul prag de tensiune stabilit (de preferință 19 1,5 mV), într-un interval de căutare până la 50 ms după începutul complexului QRS, respectiv punctul Q. De asemenea, software-ul activează condiția pentru detecție semnal 21 anormal, dacă nivelul semnalului de la cateter are amplitudine peste al doilea prag de tensiune stabilit (de preferință sub 0,5 mV) și se situează într-un interval de căutare de până 23 la 50 ms înainte și până la 100 ms după sfârșitul complexului QRS, respectiv punctul S. Nivelurile pragurilor de tensiune și intervalele de căutare pot fi adjustate în funcție de 25 particularități de la caz la caz.
Opțional, aparatul poate conține și un dispozitiv pentru producerea unui semnal 27 acustic sau luminos atunci când cateterul atinge un punct cu potențial anormal pe suprafața cordului.29 într-un prim exemplu de realizare, aparatul se poate cupla la un dispozitiv EKG și un cateter.31 într-un al doilea exemplu de realizare, aparatul conține încorporat un dispozitiv EKG și o conexiune pentru un cateter.33
Aparatul este utilizat în procedura de ablație a miocardului ventricular, punctele de potențial electric anormal detectate de aparat putând fi supuse ablației simultan cu 35 detectarea sau ulterior.
Aparatul poate fi utilizat împreună cu un sistem de mapping 2D sau 3D la nivel 37 cardiac sau cu orice sistem care permite cartografierea și evidențierea semnalelor utilizate.
Invenția prezintă multiple avantaje: 39
- crește acuratețea determinării punctelor cu potențial electric anormal;
- scurtează timpul de cartografiere (actual procedura durează în medie 4...5 h); 41
- minimalizează numărul de puncte de aplicație RF la zona de intrare în circuitul de reintrare și astfel poate diminua riscul de perforație miocardică și de ocluzie coronariană 43 atunci când aplicațiile RF sunt epicardice [“Improving Safety of Epicardial Ventricular Tachycardia Ablation Using the Scar Dechanneling Technique and the Integration of 45 Anatomy, Scar Componenta, and Coronary Arteries Into the Navigation System”, Fernândez-Armenta J., Berruezo A., Ortiz-Perez J.T. et al., Circulation, 2012,125, 47 pp. e466-e468];
RO 131542 Β1
- ușurează munca medicului;
- scade timpul de expunere la radiații, în special pentru sistemele de mapping convențional;
- nu poate induce aritmii ventriculare după tratarea prin ARF a întregii zone cicatriceale;
- salvează țesutul sănătos adiacent zonelor afectate prin reducerea punctelor de ablație false;
- oferă medicului un feedback coerent în decizia de validare a potențialului electric, de aceea poate scădea numărul de medici operatori.
Se dau, în continuare, două exemple de realizare ale invenției, în legătură și cu fig. 1...8, care reprezintă:
- fig. 1, stadiul tehnicii: cartografierea ventriculului stâng prin tehnici convenționale ghidaj fluoroscopic. Materialele introduse în interiorul inimii sunt vizualizate radioscopic pentru a putea fi plasate în diverse zone ale miocardului ventricular;
- fig. 2, cartografierea tridimensională a ventriculului stâng (VS) la un pacient cu infarct miocardic inferior vechi. Vizualizarea cateterului se face în câmp magnetic ce permite construcția hărții de voltaj VS. 3A VS perete anterior normal. 4B VS perete posterior cicatriceal. Cartografierea VS în ritmul sinusal identifică automat zona cicatriceală a VS marcată cu a (< 0,5 mV), zona de borderline marcată cu b (0,5...1,5 mV) și zona miocardului normal marcată cu c (> 1,5 mV). Punctele marcate sunt adnotate manual de către operator după analiza formei, duratei și amplitudinii potențialului detectat. Punctele marcate manual cu x reprezintă potențiale patologice, cu durata mare, amplitudine joasă, punctele marcate manual cu o reprezintă puncte de aplicație RF;
- fig. 3, circuitul de radiofrecvență ce cuprinde generator RF conectat la cateterul introdus în pacient ce are aplicat pe toracele posterior electrodul indiferent metalic. Cateterul de mapping în contact cu endocardul creează leziunea de radiofrecvență, mică, bine circumscrisă, de 1...2 mm, consecința necrozei de coagulare;
- fig. 4,1, II, III, AVF, VI, V6: derivații ale electrocardiogramei de suprafață. Viteza de înregistrare 300 mm/s, filtru 30...250 Hz. HRAd, DIST potențial electric detectat cu electrodul distal al cateterului de mapping. 4A Potențial electric normal cu amplitudine peste 1,5 mV, detectat la începutul complexului QRS, în primele 50 ms. 4B Potențial electric anormal, fracționat, cu frecvență și durata mare, detectat în ultimele 40 ms ale complexului QRS și după sfârșitul complexului QRS;
- fig. 5, schema bloc a aparatului pentru detecția potențialelor anormale cu semnalele EKG furnizate de un dispozitiv EKG extern analogic;
- fig. 6, schema bloc a aparatului pentru detecția potențialelor anormale cu semnalele EKG furnizate de un dispozitiv EKG extern digital;
- fig. 7, schema bloc a dispozitivului pentru detecția potențialelor anormale cu EKG încorporat;
- fig. 8, schema logică a algoritmului pentru detecția semnalelor intracardiace anormale.
Aparatul 1 pentru determinarea punctelor de potențial electric anormal care apar la nivelul miocardului ventricular, conform invenției, cuprinde:
- un modul 2 de amplificare și filtrare analogică a semnalului de la un EKG 3 și de la un cateter4. Amplificatorul are rolul de a amplifica tensiunea de intrare la o valoare care să permită detecția și digitizarea semnalului. Nivelul de amplificare este selectabil sau se poate realiza automat în intervalul 10x și 1000x. Filtrul analogic are rolul de a reține din semnalul
RO 131542 Β1 obținut (EKG și cateter) doar frecvențele de interes și de a înlătura zgomotul captat în special 1 de cablurile de conexiune. Se utilizează filtre trece bandă cu domeniu de trecere selectabil în intervalul 0,01...500 Hz, și filtre oprește bandă (notch filter) cu frecvența de 50 și/sau 3 60 Hz pentru a elimina zgomotul datorat rețelei electrice. Pentru semnalele provenite de la cateter se pot utiliza unul sau mai multe canale de amplificare și filtrare. 5
- un convertor de semnal analog-digital 5 care convertește semnalele analogice amplificate în șiruri numerice care pot fi ulterior prelucrate digital. Rata de eșantionare a 7 semnalului se alege în funcție de domeniul de frecvență de interes, trebuind să fie de cel puțin două ori mai mare decât valoarea maximă a frecvenței. Pentru o reproducere corectă 9 a semnalelor în domeniul de interes se recomandă utilizarea unei rate de eșantionare de 5000 eșantioane/secundă (5 kS/s). 11
- un dispozitiv hardware 6, de exemplu un computer sau un microcip, pentru procesarea digitală a datelor. Procesorul digital de semnal are rolul de a executa un software 13 7 care are la bază algoritmul prezentat în fig. 8, pentru preluarea în timp real a datelor de la
EKG și cateter, și analiza acestora.15
- un display 8 pentru afișarea semnalelor primite de la EKG și de la cateter, precum și a rezultatelor obținute;17
- opțional, un dispozitiv 9 pentru producerea unui semnal acustic sau luminos atunci când cateterul atinge un punct cu potențial electric intracardiac anormal.19 într-un prim exemplu de realizare, aparatul, conform invenției, este conceput pentru a se conecta la dispozitivul EKG 3 și la cateterul 4, prin mijloace în sine cunoscute.21
Dispozitivul EKG 3 este necesar pentru formarea deviațiilor EKG de interes utilizând semnalele provenite de la electrozii de suprafață montați pe pacient. înregistrarea 23 electrocardiogramei de suprafață este utilizată la detecția complexului QRS. Pentru detecția complexului QRS se utilizează cel puțin o deviație EKG. 25
Dispozitivul EKG 3 poate fi analogic, conform schemei bloc din fig. 5 sau digital, conform schemei bloc din fig. 6. 27 într-un al doilea exemplu de realizare, aparatul conform invenției conține încorporat dispozitivul de măsurare a semnalelor EKG 3, conform schemei bloc din fig. 7. Și în acest 29 caz, aparatul conține mijloace de cuplare la cateterul 4.
Aparatul 1 conform invenției integrează un algoritm pentru detecția semnalelor 31 intracardiace anormale, algoritm care are la bază un set de criterii de diferențiere între semnalele normale și cele anormale. Aceste criterii de diferențiere și selecție în timp real a 33 semnalelor anormale iau în considerare următoarele caracteristici ale semnalului de cateter:
- amplitudine; 35
- durată;
- sincronizare cu complexul QRS al semnalului cules la electrozii de suprafață (EKG); 37
- fragmentare (compoziție spectrală).
în general, semnalul de cateter corespunzător unei zone de țesut cardiac normal, 39 sănătos, are o amplitudine mai mare de 1,5 mV, are o durată bine definită (nu este fragmentat) și este sincronizat cu semnalul cules pe electrozii de suprafață, respectiv 41 complexul QRS al semnalului EKG. Algoritmul de detecție implementat ia în considerare toate aceste caracteristici, stabilește anumite intervale de căutare și introduce câteva condiții 43 de excludere. Aparatul realizat permite în primă fază achiziția (conversia analog-digitală) cu rată de eșantionare de 5 kS/s a celor două semnale de interes, semnalul de suprafața (EKG) 45 și, respectiv, semnalul intracardiac (cateter). Algoritmul de calcul analizează semnalul EKG și detectează complexul QRS specific. în cazul semnalului de cateter, este efectuată analiza 47
RO 131542 Β1 spectrală (FFT) în vederea evaluării gradului de fragmentare. în intervalele de căutare stabilite se analizează sincronizarea dintre cele două semnale după cum urmează:
- în intervalul de căutare până la 50 ms după începutul complexului QRS, de preferință 40 ms după începutul complexului QRS, respectiv punctul Q, se verifică nivelul semnalului de cateter, iar dacă este detectat semnal peste primul prag stabilit (de preferință 1,5 mV) se activează condiția de excludere a eventualelor semnale artefactate, astfel că semnalul este considerat ca fiind unul normal, celelalte intervale de căutare fiind automat ignorate;
- în intervalul de căutare până la 50 ms înainte de sfârșitul complexului QRS, de preferință 40 ms înainte de sfârșitul complexului QRS, respectiv punctul S, se verifică nivelul semnalului de cateter și, dacă este depășit al doilea prag stabilit (de preferință, sub 0,5 ,mV) se activează condiția pentru detecție semnal anormal;
- în intervalul de căutare până la 100 ms după sfârșitul complexului QRS, de preferință 80 ms după sfârșitul complexului QRS, respectiv punctul S, se verifică nivelul semnalului de cateter și, dacă este depășit al doilea prag stabilit, se activează condiția pentru detecție semnal anormal.
în momentul în care este activată condiția pentru detecția de semnal intracardiac anormal, sunt calculate, afișate și memorate caracteristicile semnalului intracardiac anormal: amplitudinea semnalului, durata semnalului, gradul de desincronizare (poziția maximului în raport cu sfârșitul de QRS, respectiv punctul S). Este activată automat avertizarea acustică și/sau vizuală pentru potențial electric intracardiac anormal în vederea marcării zonei detectate ca punct de ablație.
Aparatul conform invenției poate fi utilizat împreună cu orice sistem de mapping, 2D sau 3D la nivel cardiac, precum și cu orice sistem care permite cartografierea și evidențierea semnalelor utilizate, în orice sistem, pentru perfecționarea determinării potențialelor electrice anormale de la nivel miocardic.
în cazul în care se utilizează sistemul de mapping 2D, ablația zonelor, respectiv a punctelor cu potențial electric anormal se execută pe loc.
în cazul utilizării sistemului de mapping 3D, neinvaziv, zonele de potențial electric anormal de la nivelul miocardului se pot identifica anterior realizării procedurii de ablație.
Astfel, aparatul conform invenției poate fi atașat atât cateterului de mapping convențional, ce este vizualizat fluoroscopic, cât și cateterului de cartografiere tridimensională electroanatomică, ambele utilizate în procedurile de ablație cardiacă, deoarece analizează și interpretează automat potențialul electric în exclusivitate, independent de mijloacele de plasare ale cateterului de ablație în interiorul inimii.
S-a observat o concordanță foarte bună între identificarea automată a punctelor de potențial electric anormal de la nivelul miocardului ventricular cu ajutorul aparatului conform invenției și efectul intervenției asupra pacienților pentru care s-a efectuat tehnica ablației la nivel ventricular.
Având în vedere că în timpul unei proceduri se analizează semnalul electric din aproximativ 200...400 puncte, este imperios necesară sortarea și definirea lor prin intermediul software-ului conform invenției, ce are ca efect tehnic creșterea vitezei de determinare a punctelor de ablație, concomitent cu creșterea acurateței determinării acestora, ceea ce scurtează semnificativ timpul unei intervenții medicale de ablație ventriculară și crește rata de succes a acesteia.

Claims (8)

  1. Revendicări 1
    1. Aparat (1) pentru determinarea punctelor de potențial electric anormal de la nivelul 3 miocardului ventricular în vederea efectuării procedurii de ablație a acestora, cuprinzând: un modul (2) de amplificare și filtrare analogică, un convertor (5) de semnal analog - digital, un 5 dispozitiv hardware (6) care conține un microcip pentru procesarea digitală prin intermediul unui software (7) a semnalelor primite de la un EKG (3) și de la un cateter (4), un ecran (8) 7 pentru afișarea semnalelor primite de la EKG (3) și de la cateter (4), precum și a potențialelor electrice anormale de la nivelul miocardului ventricular identificate prin intermediul 9 software-ului (7), caracterizat prin aceea că:
    - software-ul (7) analizează semnalul primit de la cateter referitor la amplitudinea, 11 durata și sincronizarea cu complexul QRS a semnalului provenit de la EKG, precum și gradul de fragmentare spectrală (analiza FFT); 13
    - software-ul (7) activează condiția de excludere a eventualelor semnale artefactate, semnalul fiind considerat normal, iar celelalte intervale de căutare fiind automat ignorate 15 dacă nivelul semnalului de la cateter depășește primul prag de tensiune stabilit, într-un interval de căutare până la 50 ms după începutul complexului QRS, respectiv punctul Q; 17
    - software-ul (7) activează condiția pentru detecție semnal anormal, dacă nivelul semnalului de la cateter are amplitudine peste al doilea prag de tensiune stabilit și se 19 situează într-un interval de căutare de până la 50 ms înainte și până la 100 ms după sfârșitul complexului QRS, respectiv punctul S. 21
  2. 2. Aparat (1) conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că acesta conține și un dispozitiv (9) pentru producerea unui semnal acustic sau luminos atunci când cateterul atinge 23 un punct cu potențial anormal pe suprafața cordului.
  3. 3. Aparat (1) conform revendicării 1 și 2, caracterizat prin aceea că acesta se poate 25 cupla la un dispozitiv EKG (3) și un cateter (4).
  4. 4. Aparat (1) conform revendicării 1 și 2, caracterizat prin aceea că acesta conține 27 încorporat un dispozitiv EKG (3) și o conexiune pentru un cateter (4).
  5. 5. Aparat (1) conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că primul prag de 29 tensiune stabilit este de 1,5 mV.
  6. 6. Aparat (1) conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că al doilea prag de 31 tensiune stabilit este de 0,5 mV.
  7. 7. Aparat (1) conform revendicării 1 și 5, caracterizat prin aceea că intervalul de 33 căutare pentru primul prag de tensiune stabilit este de preferință 40 ms după începutul complexului QRS, respectiv punctul Q. 35
  8. 8. Aparat (1) conform revendicării 1 și 6, caracterizat prin aceea că intervalul de căutare pentru al doilea prag de tensiune stabilit este de preferință 40 ms înainte de sfârșitul 37 complexului QRS, respectiv punctul S, și 80 ms după sfârșitul complexului QRS, respectiv punctul S. 39
RO201600415A 2016-06-07 2016-06-07 Aparat pentru determinarea potenţialelor electrice anormale de la nivelul miocardului ventricular RO131542B1 (ro)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RO201600415A RO131542B1 (ro) 2016-06-07 2016-06-07 Aparat pentru determinarea potenţialelor electrice anormale de la nivelul miocardului ventricular
EP17765492.8A EP3463069B1 (en) 2016-06-07 2017-06-06 Apparatus for determining abnormal electric potentials in ventricular myocardium
PCT/RO2017/000010 WO2017213533A1 (en) 2016-06-07 2017-06-06 Apparatus for determining abnormal electric potentials in ventricular myocardium
US16/308,191 US11344247B2 (en) 2016-06-07 2017-06-06 Apparatus for determining abnormal electric potentials in ventricular myocardium
CA3026961A CA3026961C (en) 2016-06-07 2017-06-06 Apparatus for determining abnormal electric potentials in ventricular myocardium
IL263567A IL263567B2 (en) 2016-06-07 2018-12-06 A system for detecting abnormal electrical potential in the ventricular myocardium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RO201600415A RO131542B1 (ro) 2016-06-07 2016-06-07 Aparat pentru determinarea potenţialelor electrice anormale de la nivelul miocardului ventricular

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RO131542A0 RO131542A0 (ro) 2016-12-30
RO131542B1 true RO131542B1 (ro) 2020-03-30

Family

ID=57630513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RO201600415A RO131542B1 (ro) 2016-06-07 2016-06-07 Aparat pentru determinarea potenţialelor electrice anormale de la nivelul miocardului ventricular

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11344247B2 (ro)
EP (1) EP3463069B1 (ro)
CA (1) CA3026961C (ro)
IL (1) IL263567B2 (ro)
RO (1) RO131542B1 (ro)
WO (1) WO2017213533A1 (ro)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108523881B (zh) 2018-01-22 2021-09-03 西安交通大学 一种准确提取qrs内异常电位的方法
US20220047220A1 (en) * 2020-08-17 2022-02-17 Biosense Webster (Israel) Ltd. Real-time assessment of rejection filters during cardiac mapping

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5046504A (en) 1989-02-01 1991-09-10 Corazonix Corporation Method and apparatus for analyzing and interpreting electrocardiograms using spectro-temporal mapping
US8700139B2 (en) 2009-06-26 2014-04-15 St. Jude Medical Ab Late potential detection
US9144382B2 (en) 2011-04-07 2015-09-29 The Johns Hopkins University Non-invasive methods and systems for producing cardiac electrogram characteristic maps for use with catheter ablation of ventricular tachycardia
US9282908B2 (en) 2013-01-16 2016-03-15 University Of Vermont Methods and systems for optimizing lesion placement to minimize and treat cardiac fibrillation
US9278220B2 (en) 2013-07-23 2016-03-08 Medtronic, Inc. Identification of healthy versus unhealthy substrate for pacing from a multipolar lead

Also Published As

Publication number Publication date
IL263567A (en) 2019-01-31
WO2017213533A1 (en) 2017-12-14
EP3463069A1 (en) 2019-04-10
IL263567B2 (en) 2023-02-01
CA3026961A1 (en) 2017-12-14
US11344247B2 (en) 2022-05-31
EP3463069B1 (en) 2024-05-29
IL263567B (en) 2022-10-01
RO131542A0 (ro) 2016-12-30
WO2017213533A4 (en) 2018-02-22
US20190183375A1 (en) 2019-06-20
CA3026961C (en) 2023-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6240751B2 (ja) リアルタイム又はプレイバック電気生理学的データ視覚化中の直近の心拍特性の持続的表示のための解剖学的マッピングシステム
JP6144360B2 (ja) 電気生理学的マッピング中に遠距離場活動を抑制するためのアーティファクト除去に用いるカテーテルシステム
EP2848191B1 (en) Device for mapping ventricular/atrial premature beats during sinus rhythm
EP2339961B1 (en) Machine for the automatic localization of sources of biological rhythm disorders
JP6702712B2 (ja) 心室遠距離場の低減
CN111657932A (zh) 用于标测和记录心律的导管系统的装置、系统和使用
RO131542B1 (ro) Aparat pentru determinarea potenţialelor electrice anormale de la nivelul miocardului ventricular
Razzaq et al. Automated differentiation between normal sinus rhythm, atrial tachycardia, atrial flutter and atrial fibrillation during electrophysiology
Roberto et al. Use of Atrial Fibrillation Organization to Evaluate the Efficacy of Guided Ablation
Mizuno Mapping of ventricular tachycardia in patients with structural heart disease
RU2723225C1 (ru) Способ и устройство для хирургического лечения больных со сложными нарушениями ритма сердца
Ng et al. Fundamentals of Cardiac Mapping
EP4014871A1 (en) Automatic post pacing interval measurement and display
EP4023154A1 (en) Post ablation validation via visual signal
Chugh et al. Catheter ablation of accessory pathways
Gupta et al. A novel method for automated fractionation detection in ventricular tachycardia
EP3666181A1 (en) Display of arrhythmia type
Huhn et al. High-density mapping reveals short-term reversibility of atrial ablation lesions
Castellanos et al. How to map and ablate ventricular tachycardia using delayed potential in sinus rhythm
El Haddad Signal processing of intracardiac electrograms: optimization of mapping and ablation in tachyarrhythmias
Shokrollahi et al. Efficacy of noncontact mapping in detecting epicardial activation
Keller et al. Evaluating Changes in Electrogram Morphology during Radiofrequency Ablation of Cardiac Arrhythmias
Schilling et al. Analysis of intracardiac ECG measured in the coronary sinus
ABNORMAL I 11111 111111ll Ill11 Ill11 us00030~ 003 IIIII 111l Il11 IIIII I< Ill11 IIIII 111ll1111111ll1111