WO2019134995A1 - Herzkatheter - Google Patents

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WO2019134995A1
WO2019134995A1 PCT/EP2019/050245 EP2019050245W WO2019134995A1 WO 2019134995 A1 WO2019134995 A1 WO 2019134995A1 EP 2019050245 W EP2019050245 W EP 2019050245W WO 2019134995 A1 WO2019134995 A1 WO 2019134995A1
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carriers
carrier
catheter
cardiac catheter
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PCT/EP2019/050245
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Viktor MARKSTEIN
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Vm Holding Gmbh
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    • A61B5/6847—Arrangements 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
    • A61B5/6852—Catheters
    • A61B5/6859—Catheters with multiple distal splines

Definitions

  • the invention relates to a cardiac catheter having electrodes arranged at the distal end of the cardiac catheter.
  • the proposed cardiac catheter is particularly suitable for the investigation and treatment of atrial fibrillation (atrial fibrillation) and
  • the object of the invention is to provide a cardiac catheter with which
  • electrophysical / electrophysiological processes in the tissue of the heart muscle which occur, for example, during atrial fibrillation, can be detected more precisely.
  • Longitudinal axis LA n and further comprise a mechanism by means of which the carrier T n reversible after insertion of the distal end portion of the heart catheter in a subspace of a heart from a first state to a second state, the mechanism T n in the first state such that the electrodes E n, m respectively abut against an inner surface of the subspace, and the mechanism closes the carrier T n in the second state such that the catheter with the carriers T n is removable from the subspace.
  • carrier T n is widely understood here.
  • a carrier T n serves in the present case as a physical support of the electrodes E n, m . It is essential that the carriers T n are such are executed, that are arranged on the electrodes E n, m in orthogonal to the respective longitudinal axis LA n of the individual carriers T n aligned, a plurality of rows R k , m , n. Furthermore, it is essential that the cardiac catheter has at least two or more separate carriers T n , wherein each of the carriers T n has its own connection to the distal end region of the cardiac catheter.
  • the carriers T n are designed to be elastic, so that they are reversible on the one hand in the first and the second state, and on the other hand perform in the first state by their elasticity movements of the inner surface of the subspace (beating heart) with, optimally the electrodes E n, m each remain at a respective position on the inner surface. It can thereby be achieved that electrical potentials can be measured from the respectively assigned point of the inner surface of the subspace by means of the electrodes E n, m .
  • the carriers T n are detachably connected fixedly to the distal end region of the cardiac catheter. This makes it possible to disassemble the individual carriers T n , for example in order to sterilize the carriers after an intervention and / or to mount the carriers T n with a different number of electrodes E n , m and / or a different shape to the cardiac catheter.
  • An advantageous development of the proposed cardiac catheter is characterized in that at least one of the carriers T n is connected to the cardiac catheter along a longitudinal axis of the cardiac catheter at a different longitudinal position than the remaining carriers T n . This allows the carriers T n to be applied to the inner surface of the cavity at different regions along the cardiac catheter.
  • the carriers T n on the catheter each have an identical distance to the distal end of the catheter on the catheter.
  • the carriers T n are arranged on the catheter uniformly distributed along a circumferential line of the catheter.
  • an end piece of the catheter which projects distally beyond the connections of the carriers T n to the catheter has an ablation device and / or an injection device and / or a device for taking samples.
  • This embodiment makes it possible to determine corresponding electrical signals by means of the carriers T n and to identify locations to be treated on the inner surface of the cavity on the basis of the signals. Furthermore, it is possible to carry out targeted treatments in the cavity of the heart on the inner surface areas by means of said devices arranged distally on the catheter.
  • Position detection system have. This allows detection of the 3D positions of the at least three markers. On the basis of these determined marker positions, the positions of the electrodes E n, m can be estimated.
  • a carrier T n has a number of 3 to 20 markers, in particular 5 to 15 markers.
  • Computed tomography CMR
  • fluoroscopy MRI
  • DEMRI delayed magnetic resonance imaging
  • the markers are for example gas bubbles or elements of metal / metal alloys or elements with different shaped segments or elements with different segments of different materials. It is advantageous that the size of the markers is optimized so that on the one hand they are as small as possible (which allows a higher position accuracy) but on the other hand are so large that a clear recognizability of the markers is ensured by the position detection system.
  • the carriers T n each have a planar shape and consist of an elastic polymer-based material, in particular of a silicone-based material.
  • the carriers T n each have a planar elastic membrane MEM, which is connected to a net-like support structure.
  • the elastic membrane MEM is arranged flat between the net-like support structure.
  • the support structure preferably serves a variably adjustable shape of the membrane MEM.
  • the electrodes E n, m are arranged on the outside of the membrane MEM.
  • the support structure is formed finger-like in a development, that is, it has essentially outgoing from a point, outwardly aspiring linear support structure elements.
  • the support structure has a plurality of longitudinal members, which are preferably connected to each other centrally at the terminal end, so that the longitudinal members extend radially from the central connection.
  • the longitudinal members are connected at their respective opposite ends to the catheter.
  • the central connection can be moved mechanically in the longitudinal direction in a predetermined region of the catheter, so that with a reduction of the distance between the central connection and the connections of the opposite ends of the Longitudinal member with the catheter is a bulge of the longitudinal beams directed radially away from the catheter away.
  • the support structure consists of a shape memory alloy. In the first state, the support structure advantageously assumes a shape which presses an elastic membrane connected to the support structure with the electrodes E n, m against the inner surface of the subspace with a predetermined force.
  • the carriers T n have a sheet-like, in particular a leaf-blade-like or olive-leaf-like shape or boundary, ie, that the carriers T n from each of their root (ie the area of the carrier T n , which is connected to the catheter) starting, a large have lateral extent with respect to the respective longitudinal axis LA n , which decreases with increasing distance from the root along the longitudinal axis LA n .
  • the carriers T n each have a supporting structure which consists of a
  • Shape memory alloy in particular Nitinol exists.
  • the support structure is embossed with a first shape.
  • this first shaping is such that the respective carriers T n in the first state are pressed flat against the inner surface of the subspace with a predetermined force.
  • the elastic membrane MEM has openings through which blood can flow from one side of the membrane MEM to the opposite side. It can thereby be ensured that that side of the membrane with electrodes E n, m arranged thereon can be placed optimally on the inner surface of the cavity as far as possible and no local blood bubbles form which impede the abutment of the electrodes E n, m .
  • first electrical lines for each individual contacting of the respective electrodes E n, m present, which are made of an electrically conductive, elastic polymer-based material. This ensures that the first electrical lines elastically follow strains and compressions of the carriers T n . Due to the elastic design of the first electrical lines, wire breaks, such as occur in metal pipes occur.
  • the second lines extend from the interface to a proximal end of the catheter.
  • the cardiac catheter has a number M n of electrodes E n, m on. Depending on
  • the electrical signals detected by the electrodes are advantageously first via the first elastic lines to the aforementioned
  • E n, m by digitizing and multiplexing a digital data stream generated, which is guided via a catheter-extending data line to the proximal end of the catheter.
  • the signals or data provided there are fed to a data processing device.
  • the carriers T n each have a planar elastic membrane MEM which comprises the following three elastic layers: an upper layer on which the electrodes E n, m are arranged, an underlayer, and a middle layer in which run electrical lines.
  • Spacers are advantageously arranged for spacing the upper layer and the lower layer at a distance A in the middle layer.
  • the middle layer is designed such that a volume which can be flowed through by a fluid is present between the upper layer and the lower layer and the spacers.
  • Both the topsheet, the backsheet and the spacers are advantageously made from a resilient polymeric material.
  • a peripheral edge of the elastic membrane MEM is fluid-tightly sealed, wherein for fluid supply or fluid removal in the middle layer at least one fluid channel for inflow or outflow of fluid into and out of the Middle layer is present.
  • this at least one fluid channel with a controllable device for filling and emptying the flow-through volume of the middle layer with / of fluid present.
  • the mechanism is used, as indicated, the support T n according to an insertion of the distal end portion of the cardiac catheter to bring it into a sub-space of a heart reversibly from a first state to a second state, that the individual carrier T n in the subspace of the heart on the one hand in such a way to "Unfold" that the electrodes E n, m abut possible even at a beating heart as unchangeable at the respective positions on the inner surface of the cavity (first state), and on the other hand, the individual carrier T n in such a way to reduce their volume requirements that uncomplicated
  • the mechanism is advantageously coupled to a pneumatic and / or hydraulic and / or electrical and / or magnetic actuator and / or a temperature-controlled fluid source such that by a corresponding activation or
  • the carrier T n reversible in the first and second state can be brought.
  • the mechanism is designed and arranged such that the carriers T n are pressed with the electrodes E n, m arranged thereon in the first state with a predetermined contact force against the inner surface of the subspace.
  • the mechanism is designed and set up in such a way that this bearing force remains constant substantially independent of time even in the case of an inner surface contracting or expanding when the heart is beating.
  • the mechanism has at least one elastic structural element or at least one elastic membrane element which can be filled with a fluid.
  • the filling with fluid takes place with a controllable variable pressure.
  • the fluid pressure is dependent on a movement
  • the movement of the cavity can be determined, for example, by means of ultrasound measurement.
  • the mechanism is in particular designed in such a way that the carriers T n are each pressed flat against the inner surface of the subspace with a substantially constant bearing force.
  • the mechanism thus generates a counterforce to a contraction or relaxation force of the heart muscle forming the inner surface of the cavity.
  • This counterforce can be used, in particular, to detect, for example, the local force input transmitted by the heart muscle to the respective carrier T n .
  • the carriers T n are advantageously equipped with a sensor system which makes it possible to record a local force input. Corresponding sensors are known in the art, for example from the company Tacterion GmbH.
  • Electrodes E n, m have at least two different sizes of contact surfaces.
  • the electrodes E n, m abut with their contact surfaces in the first state on the inner surface of the subspace of the heart.
  • Electrodes E n, m have two different sizes G1 and G2 of contact surfaces, where G2> 2 * G1.
  • the electrodes E n, m have at least two different forms of contact surfaces.
  • the electrodes E n, m have two different shapes F1 and F2 of contact surfaces, where: the form F1 is circular and the form F2 has a longitudinal extent which is greater than a perpendicular extent of the form F2.
  • a first quantity of the electrodes E n, m consists of a first material and a second quantity of the electrodes of a different second material. For example, the first set of gold electrodes and the second set of platinum electrodes.
  • An advantageous development of the proposed cardiac catheter is characterized in that the electrodes E n, m of each individual row Rk, m , n identical sizes of
  • a distance between two adjacently arranged electrodes E n, m of a row Rk, m , n for all electrodes E n, m of this row Rk, m , n is constant.
  • the electrodes E n, m are made of a metal or a metal alloy or of an electrically conductive polymer-based material or of carbon.
  • the electrodes E n, m serve to reduce electrical potentials, on the other hand, all or some selected electrodes E n, m can also be used for the local application of current or voltage surges.
  • the electrodes E n, m are controlled accordingly.
  • the catheter has in the region of its distal end one or more electrodes which are used to deliver local electrical stimuli into the
  • Inner surface of the subspace are executed.
  • each carrier T n has an electrical connection element which is connected on the one hand via M electrical lines to the individual electrodes E n, m of the carrier T n , and on the other hand via one or more extending in the catheter electrical lines with an evaluation unit is connectable , This is advantageous
  • At least one of the carriers T n has one or more additional sensors for detecting one or more additional physical or chemical or biological parameters.
  • the additional physical or chemical or biological parameter is an external to the carrier T n , in particular of the
  • a plurality of additional such sensors are provided on at least one of the carriers T n . These sensors are advantageously arranged such that a flat
  • Distribution of the respective parameter can be detected.
  • the measured signals detected by these sensors are advantageously guided in the respective carrier T n by means of elastic electrical lines to an interface advantageously arranged at the root of the respective carrier T n .
  • at least one electrical line is led to the proximal end of the catheter, where it provides sensor signals of the sensors for an evaluation unit.
  • K n and K n > 3 a mechanism by which the carrier T n after insertion of the distal end portion of the cardiac catheter in a subspace of a Heart reversibly be brought from a first state to a second state in which the mechanism tensions or unfolds the carriers T n in the first state such that the electrodes E n, m respectively abut against an inner surface of the subspace, the transverse beams QT n, k perpendicular to the respective longitudinal beam LT n and / or perpendicular to the longitudinal axis LA n run and the mechanism closes the carrier T n in the second state such that the catheter with the carriers T n is removable from the subspace.
  • the cross members QT n, k are advantageously arranged on the associated longitudinal member LT n that they extend (in the first state) perpendicular to the longitudinal member LT n on two sides of the longitudinal member LT n the same distance.
  • the cross member QT n, k arranged equidistant from each other on the associated longitudinal member LT n .
  • the cross member QT n, k on the associated side member LT n with an adjustable distance from each other can be arranged.
  • the side member LT n and / or the cross member QT n, k advantageously consist of a
  • Shape memory alloy and are conditioned accordingly that they are in the first state assume the given geometry to each other.
  • cross member QT n, k and / or the side member LT n on fluid chambers which are individually filled with fluid or emptied of fluid.
  • the cross member QT n, k and / or the side member LT n are designed such that they occupy a predetermined pose when filling the fluid chamber with a fluid, in which, as stated above, the cross member QT n, k perpendicular to the longitudinal member LT n and / or perpendicular to the longitudinal axis LA n .
  • the carriers T n are uniformly distributed along the catheter
  • this device / devices is / are guided centrally in the catheter and is / are longitudinally displaceable in the axial direction of the catheter.
  • This embodiment makes it possible to determine corresponding electrical signals by means of the carriers T n and to identify locations to be treated on the inner surface of the cavity on the basis of the signals. Furthermore, it is possible to carry out targeted treatments in the cavity of the heart on the inner surface areas by means of said devices arranged distally on the catheter.
  • Position detection system have. This allows detection of the 3D positions of the at least three markers. On the basis of these determined marker positions, the positions of the electrodes E n, m can be estimated.
  • a carrier T n has a number of 3 to 20 markers, in particular 5 to 15 markers.
  • Computed tomography CMR
  • fluoroscopy MRI
  • DEMRI delayed magnetic resonance imaging
  • the markers are for example gas bubbles or elements of metal / metal alloys or elements with different shaped segments or elements with different segments of different ones Materials. It is advantageous that the size of the markers is optimized so that on the one hand they are as small as possible (which allows a higher position accuracy) but on the other hand are so large that a clear recognizability of the markers is ensured by the position detection system.
  • the second leads extend from the interface to a proximal end of the catheter.
  • the cardiac catheter has a number M n of electrodes E n, m on. Depending on
  • E n, m by digitizing and multiplexing a digital data stream generated, which is guided via a catheter-extending data line to the proximal end of the catheter.
  • the signals or data provided there are fed to a data processing device.
  • K n of which is arranged on a carrier T n crossmember QT n k advantageously applies: K e ⁇ 3, 4, 20 ⁇ .
  • the mechanism is used, as indicated, the support T n according to an insertion of the distal end portion of the cardiac catheter to bring it into a sub-space of a heart reversibly from a first state to a second state, that the individual carrier T n in the subspace of the heart on the one hand in such a way to "Unfold" that the electrodes E n, m abut possible even at a beating heart as unchangeable at the respective positions on the inner surface of the cavity (first state), and on the other hand, the individual carrier T n in such a way to reduce their volume requirements that uncomplicated
  • the mechanism is advantageously coupled to a pneumatic and / or hydraulic and / or electrical and / or magnetic actuator and / or a temperature-controlled fluid source such that by a corresponding activation or
  • Deactivation of the actuator, the carrier T n reversible in the first and second state can be brought.
  • the mechanism is designed to be mechanically operated by an operator.
  • the mechanism is designed and arranged such that the carriers T n are pressed with the electrodes E n, m arranged thereon in the first state with a predetermined contact force against the inner surface of the subspace.
  • the mechanism is designed and set up in such a way that this bearing force remains constant substantially independent of time even in the case of an inner surface contracting or expanding when the heart is beating.
  • the carriers T n each have a planar elastic membrane MEM, which connects the cross members QT n, k and the side member LT n of the respective carrier T n .
  • the planar elastic membrane MEM has the following three elastic layers: a top layer on which the electrodes E n, m are arranged, an underlayer, and a middle layer in which electrical elastic first lines for contacting the electrodes E n, m run, wherein spacers are arranged to space the topsheet and backsheet at a distance A in the middle layer, and the middle layer comprises volumes permeable by a fluid.
  • this makes possible an individual rotation of each individual carrier T n and thus an adjustable configuration or relative arrangement of the electrode rows or transverse carriers QT n, k arranged on the individual carrier T n .
  • the rotation can, for example, by a mechanical operation of an operator and / or by means of a
  • the carriers T n have a number of M n first electrical lines for the individual contacting of the respective electrodes E n, m , which are made of an electrically conductive, elastic polymer-based material.
  • the mechanism has a fillable and emptied elastic inflatable body (for example, a balloon body) which can be filled with a fluid in the first state and thereby pushes it outward from an inner side of the respective cross member QT n, k .
  • a fillable and emptied elastic inflatable body for example, a balloon body
  • the supply of the inflatable body with fluid through the catheter is advantageously advantageous.
  • the filling of the blade body with fluid with a controllable variable pressure is controlled in response to movement (contraction / expansion) of the interior surface of the cavity.
  • the movement of the cavity can be determined, for example, by means of ultrasound measurement.
  • the mechanism is in particular designed in such a way that the carriers T n are each pressed flat against the inner surface of the subspace with a substantially constant bearing force.
  • the mechanism thus generates a counterforce to a contraction or relaxation force of the heart muscle forming the inner surface of the cavity.
  • This counterforce can be used, in particular, to detect, for example, the local force input transmitted by the heart muscle to the respective carrier T n .
  • the carriers T n are advantageously equipped with a sensor system which makes it possible to record a local force input.
  • the mechanism comprises a tube or hose piece, which is arranged on the end portion of the catheter along the catheter axially longitudinally displaceable, and which is designed such that it axially distally in the second state
  • the mechanism is designed so that the carrier T n together with and
  • optionally existing device / s for ablation and / or injection and / or for sampling in the second state are fed into the catheter.
  • I desire are the carrier T n and the optional device to a longitudinal axis of the catheter designed to be axially longitudinally displaceable.
  • Cardiac catheter is thus executed in this embodiment for receiving the carrier T n and the device in the second state.
  • Particularly advantageous are the orientations of the cross member QT n, k of the different side members LT n each other variably adjustable, so that different electrode configurations can be used for measurement.
  • the carriers for this purpose are particularly advantageous T n at the distal end of the cardiac catheter to their respective longitudinal axes LA n rotatable.
  • different relative configurations of the electrodes E n, m arranged on different carriers T n are adjustable relative to each other.
  • Electrodes E n, m have at least two different sizes of contact surfaces.
  • the electrodes E n, m abut with their contact surfaces in the first state on the inner surface of the subspace of the heart.
  • the carriers T n have a number of M n of first electrical lines for individually contacting the respective electrodes E n, m , which are made of an electrically conductive, elastic polymer-based material.
  • the electrodes E n, m have only two different sizes G1 and G2 of contact surfaces, where G2> 2 * G1.
  • Electrodes E n, m have at least two different forms of contact surfaces.
  • the electrodes E n, m have two different shapes F1 and F2 of contact surfaces, where: the form F1 is circular and the form F2 has a longitudinal extent which is greater than a perpendicular extent of the form F2.
  • a first quantity of the electrodes E n, m consists of a first material and a second quantity of the electrodes of a different second material.
  • the first set of gold electrodes and the second set of platinum electrodes are examples of the first set of gold electrodes and the second set of platinum electrodes.
  • An advantageous development of the proposed cardiac catheter is characterized in that the electrodes E n, m of each cross member QT n , k identical sizes of
  • a distance between two is advantageous to a crossmember QT n, k adjacently arranged electrodes E n, m for all electrodes E n, m on this cross member QT n, k constant.
  • Metal alloy or of an electrically conductive polymer-based material or carbon.
  • the electrodes E n, m serve to reduce electrical potentials, on the other hand, all or some selected electrodes E n, m can also be used for the local application of current or voltage surges.
  • the electrodes E n, m are controlled accordingly.
  • the catheter has in the region of its distal end one or more electrodes which are used to deliver local electrical stimuli into the
  • Inner surface of the subspace are executed.
  • each carrier T n has an electrical connection element which is connected on the one hand via M electrical lines to the individual electrodes E n, m of the carrier T n , and on the other hand via one or more extending in the catheter electrical lines with an evaluation unit is connectable , This is advantageous
  • Connecting element an electrical amplifier and / or multiplexer and / or electrical filter on.
  • At least one of the carriers T n has one or more additional sensors for detecting one or more additional physical or chemical or biological parameters.
  • the additional physical or chemical or biological parameter is a mechanical force acting on the carrier T n externally, in particular of the inner surface of the subspace, and / or a mechanical moment, a temperature, a concentration of a predetermined substance
  • Light signal in particular a fluorescence signal, or a parameter dependent thereon.
  • a plurality of additional such sensors are provided on at least one of the carriers T n .
  • These sensors are advantageously arranged such that a two-dimensional distribution of the respective parameter can be detected.
  • the measuring signals detected by these sensors are advantageously guided in the respective carrier T n by means of elastic electrical lines to an interface advantageously arranged at the root of the respective carrier T n . From there, at least one electrical line (advantageously a metallic electrical line) is led to the proximal end of the catheter, where it provides sensor signals of the sensors for an evaluation unit.
  • the catheter itself would in the present case extend perpendicularly out of the leaf plane in the direction of its proximal end
  • Fig. 2 is a schematic side view of the distal end portion of the catheter, with
  • Fig. 3 is a schematic representation of an inventive arrangement of
  • FIG. 5 is a schematic representation of a plan view of the catheter according to FIG.
  • FIG. 6 is a schematic representation of a plan view of the catheter according to FIG.
  • FIG. 7 is a schematic representation of a plan view of the catheter according to FIG.
  • Fig. 8 is a schematic representation of a side view of the catheter according to
  • Fig. 9 is a schematic representation of a 3-D view of the catheter according to
  • FIG. 10 is a schematic representation of a plan view of the catheter according to FIG.
  • the catheter itself would thus extend perpendicularly in the direction of its proximal end from the leaf plane.
  • the catheter is presently shown in a first state, as it would occur when the carrier T n at the distal end of the catheter free (elastic neutral state), ie undisturbed by external
  • the catheter itself is represented by the black dot in the center of the carriers T n .
  • the longitudinal axes LA n of the carriers T n 101 each enclose an angle of 120 ° to one another.
  • the three carriers T n 101 respectively consist of an elastic membrane element MEM, wherein the membrane element MEM has three layers in the present case comprising: an upper layer on which the electrodes E n, m 102 (shown as cuboids and circles respectively) are arranged, a lower layer, and a middle layer in which electrical elastic first lines (not shown) for contacting the electrodes E n , m 102 are arranged, wherein for spacing upper layer and lower layer with a distance A in the middle layer spacers are arranged, and the middle layer for individual contacting of the electrodes E n, m 102 first electrical lines (not shown) made of an elastic, electrically conductive polymer.
  • the first leads connect the electrodes E n, m 102 to an interface (not shown) on the catheter which individually connects the first electrical leads to second electrical leads, each of which is insulated gold leads and which leads to the proximal end of the catheter.
  • the second electrical lines are connectable to a corresponding evaluation device.
  • the catheter comprises a mechanism by means of which the carriers T n 101 can reversibly be brought from a first state to a second state after insertion of the distal end region of the heart catheter into a partial space of a heart, the mechanism comprising the carriers T n 101 in the first Spans state such that the electrodes E n, m 102 respectively abut an inner surface of the T eilraums, and the mechanism closes the carrier T n 101 in the second state such that the catheter with the carriers T n 101 is removable from the subspace.
  • the mechanism consists of a door structure which is integrated in the individual carriers T n 101 and a mechanical linkage (not shown) consisting of a mechanical connection of the three carriers, which releases a "unfolding" of the carrier and with which a " Fold "the carrier is feasible.
  • Support structure consists in this embodiment of wires 103 of a
  • the wires 103 extend along the peripheral edge of the carriers T n (thick black circumferential lines) and two wires 103 (thick dashed lines) along the longitudinal axis LA n of the respective carriers T n .
  • the support structure is pre-stamped / conditioned so that it after a mechanical Release a "unfolding" of the carrier T n causes.
  • the mechanical release is advantageously carried out by an operator when the distal end of the catheter, ie in concrete terms the carriers T n, are introduced into the subspace of the heart to be examined.
  • the mechanical linkage (not shown) is in the present case designed as a kind of "cable pull" in such a way that the spacing of the distal ends of the carriers T n can be adjusted variably. If “pulled” on the “cable”, the distal ends of the carrier T n are contracted, ie the carriers are thereby folded and thus spent in the second state. When the “cable” is released, the carriers T n unfold and assume a shape pre-embossed by the support structure of shape-memory material (first state).
  • the conditioning of the support structure advantageously has the effect that the electrodes E n, m 102 arranged on the upper layer also bear on the inner surface of the partial space of the heart with a predetermined drive force, even in the case of the beating heart.
  • Fig. 2 shows a schematic side view of the distal end portion of the catheter of FIG. 1, with carriers T n , which are in the second state. It can be seen
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an arrangement according to the invention of electrodes E n, m on a surface of an elastic flat carrier T n .
  • the electrodes E n, m are each aligned in rows perpendicular to a longitudinal axis LA n of the carrier T n .
  • the electrodes E n, m of a row each have an identical shape of the contact surfaces and an equal size of the contact surfaces.
  • the electrodes E n, m of a row are each equally spaced from each other.
  • the electrodes E n, m of successive rows have alternately electrodes E n, m with round smaller contact surfaces and electrodes E n, m with rectangular larger contact surfaces.
  • the catheter has an electrode that is surrounded by blood and decreases a reference potential. Against this reference potential, the time-dependent potentials determined at the individual electrodes E n, m can be determined.
  • the cardiac catheter has:
  • Shape memory alloy the proximal end of which connects the respective carrier T n 101 to a distal end region of the cardiac catheter and whose distal end is a free end
  • each carrier T n comprises a mechanism by means of which the carriers T n 101 can reversibly be brought from a first state to a second state after insertion of the distal end region of the heart catheter into a subspace of a heart, the mechanism comprising the carriers T n 101 in the first state such that the electrodes E n, m 102 respectively abut against an inner surface of the T eilraums, the
  • Cross member QT n, k 106 perpendicular to the respective longitudinal member LT n 105 and / or perpendicular to the longitudinal axis LA n run and the mechanism the carrier T n 101 in the second state such that the catheter with the carriers T n 101 is removable from the subspace ,
  • the catheter has a central operable device 107 for ablation and / or injection and / or for sampling.
  • the carrier T n can be arranged differently relative to each other.
  • FIGS. 5 to 7 show corresponding different configurations for this purpose.
  • the distal ends of the side members LT n are free ends, and in particular not connected to each other or to the central device 107.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a plan view of the catheter according to FIG. 4, FIG. wherein the side members LT n each occupy an angle of 120 ° to each other.
  • the device 107 can be recognized centrally for ablation and / or for injection and / or for sampling. Furthermore, on the outside of the cross member QT n, k 106th
  • Cross beams QT n, k 106 which have a different square shape.
  • FIG. 6 shows a schematized representation of a plan view of the catheter according to FIG. 4, wherein the longitudinal members LT n 105 each assume an angle of 90 ° relative to one another by rotation of the longitudinal members at their connection to the catheter.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a plan view of the catheter according to FIG. 4, wherein the longitudinal members LT n 105 each assume an angle of 45 ° relative to one another by rotation of the longitudinal members at their connection to the catheter.
  • the side members LT n 105 are advantageously conditioned in the first state such that configurations are adjustable in which the
  • Cross beams QT n, k 106 can overlap.
  • the side members LT n 105 are vertically spaced with the respective cross members QT n, k 106 disposed thereon so that overlapping configurations are adjustable, as shown for example in FIG.
  • FIG. 9 shows a schematic representation of a 3-D view of the catheter according to FIG. 4 with an inflatable body 108.
  • the inflatable body 108 is filled with a fluid so that it expands and presses the outside of the cross member QT n, k 106 with the electrodes disposed thereon E n, m 102 against the inside of the cavity in the heart.
  • the swelling body 108 is first emptied of fluid, so that the carrier T n are free to move again.
  • the mechanism comprises a tube or tubing piece (not shown) which is axially and longitudinally displaceable along the catheter at the end portion of the catheter and which is designed to be axially distally distally in the second condition
  • FIG. 10 shows a schematic representation of a plan view of the catheter according to FIG.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Herzkatheter mit Elektroden, aufweisend eine Anzahl N elastischer einzelner Träger Tn (101) mit n = 1, 2, …, N und N ϵ {2, 3, …, 10}, die jeweils mit einem distalen Endbereich des Herzkatheters verbunden sind, wobei die Träger Tn (101) jeweils eine Längsachse LAn aufweisen, eine Anzahl Mn von Elektroden En,m (102) je Träger Tn (101), mit m = 1, 2, …, Mn und Mn ≥ 5, wobei die Elektroden En,m (102) in Zeilen Rk,m,n auf einer Außenseite des jeweiligen Trägers Tn (101) angeordnet sind, mit k = 1, 2, … K und K ≥ 3, die Zeilen Rk,m,n senkrecht zur Längsachse LAn verlaufen, und einen Mechanismus, mittels dem die Träger Tn (101) nach einer Insertion des distalen Endbereichs des Herzkatheters in einen Teilraum eines Herzens reversibel von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand bringbar sind, wobei der Mechanismus die Träger Tn (101) in dem ersten Zustand derart aufspannt, dass die Elektroden En,m (102) jeweils an einer Innenfläche des Teilraums anliegen, und der Mechanismus die Träger Tn (101) im zweiten Zustand derart schließt, dass der Katheter mit den Trägern Tn (101) aus dem Teilraum entfernbar ist.

Description

Herzkatheter
Die Erfindung betrifft einen Herzkatheter mit am distalen Ende des Herzkatheters angeordneten Elektroden. Der vorgeschlagene Herzkatheter eignet sich insbesondere zur Untersuchung und zur Behandlung von Vorhofflimmern (atriale Fibrillation) und
ventrikulären Herzrhythmusstörungen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Herzkatheter bereitzustellen, mit dem
insbesondere elektrophysikalische / elektrophysiologische Vorgänge im Gewebe des Herzmuskels, die bspw. während eines Vorhofflimmerns auftreten, präziser erfasst werden können.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Herzkatheter mit Elektroden, aufweisend eine Anzahl N elastischer einzelner Träger Tn mit n = 1 , 2, ..., N und N e {2, 3, ..., 10}, die jeweils mit einem distalen Endbereich des Herzkatheters verbunden sind, wobei die Träger Tn jeweils eine Längsachse LAn (entlang ihrer jeweiligen längsten Erstreckung) aufweisen, eine Anzahl Mn von Elektroden En,m je Träger Tn, mit m = 1 , 2, ..., Mn und Mn > 5, wobei die Elektroden En,m in Zeilen Rk,m,n auf einer Außenseite des jeweiligen Trägers Tn angeordnet sind, mit k = 1 , 2, ... K und K > 3, die Zeilen Rk,m,n senkrecht zur
Längsachse LAn verlaufen, und weiterhin aufweisen einen Mechanismus, mittels dem die Träger Tn nach einer Insertion des distalen Endbereichs des Herzkatheters in einen Teilraum eines Herzens reversibel von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand bringbar sind, wobei der Mechanismus die Träger Tn in dem ersten Zustand derart aufspannt, dass die Elektroden En,m jeweils an einer Innenfläche des Teilraums anliegen, und der Mechanismus die Träger Tn im zweiten Zustand derart schließt, dass der Katheter mit den Trägern Tn aus dem Teilraum entfernbar ist.
Der Begriff„Träger“ Tn wird vorliegend breit verstanden. Ein Träger Tn dient vorliegend als physikalische Halterung der Elektroden En,m. Wesentlich ist, dass die Träger Tn derart ausgeführt sind, dass darauf die Elektroden En,m in orthogonal zur jeweiligen Längsachse LAn der einzelnen Träger Tn ausgerichteten, mehreren Zeilen Rk,m,n angeordnet sind. Weiterhin wesentlich ist, dass der Herzkatheter zumindest zwei oder mehr separate Träger Tn aufweist, wobei jeder der Träger Tn eine eigene Verbindung zum distalen Endbereich des Herzkatheters aufweist. Die Träger Tn sind elastisch ausgeführt, sodass sie einerseits reversibel in den ersten und den zweiten Zustand bringbar sind, und andererseits im ersten Zustand durch ihre Elastizität Bewegungen der Innenfläche des Teilraums (bei schlagendem Herzen) mit ausführen, wobei optimalerweise die Elektroden En, m jeweils an einer jeweiligen Position an der Innenfläche verbleiben. Dadurch kann erreicht werden, dass mittels der Elektroden En,m elektrische Potenziale von der jeweils zugeordneten Stelle der Innenfläche des Teilraums messbar sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des vorgeschlagenen Herzkatheters sind die Träger Tn lösbar fest mit dem distalen Endbereich des Herzkatheters verbunden. Dies ermöglicht ein Abmontieren der einzelnen Träger Tn, beispielsweise um die Träger nach einem Eingriff zu sterilisieren und/oder die Träger Tn mit einer anderen Anzahl von Elektroden En,m und/oder einer anderen Formgebung an den Herzkatheter zu montieren.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest einer der Träger Tn entlang einer Längsachse des Herzkatheters an einer anderen Längsposition als die restlichen Träger Tn mit dem Herzkatheter verbunden ist. Dies ermöglicht ein Anlegen der Träger Tn an die Innenfläche des Hohlraums an unterschiedlichen Bereichen längs des Herzkatheters.
Vorteilhaft weisen die Träger Tn an dem Katheter jeweils einen identischen Abstand zum distalen Ende des Katheters am Katheter auf. Vorteilhaft sind die Träger Tn an dem Katheter gleichmäßig verteilt entlang einer Umfangslinie des Katheters angeordnet.
Vorteilhaft weist ein die Verbindungen der Träger Tn mit dem Katheter distal überragendes Endstück des Katheters eine Ablationsvorrichtung und/oder eine Injektionsvorrichtung und/oder eine Vorrichtung zur Probenentnahme auf. Dieser Ausführungsform ist es möglich, mittels der Träger Tn entsprechende elektrische Signale zu ermitteln, und auf Basis der Signale zu behandelnde Stellen an der Innenfläche des Hohlraums zu identifizieren. Weiterhin ist es möglich, mittels der distal endständig am Katheter angeordneten genannten Vorrichtungen, gezielte Behandlungen im Hohlraum des Herzens an den Innenflächenbereichen vorzunehmen.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass die Träger Tn jeweils zumindest drei Marker eines
Positionserfassungssystems aufweisen. Dies ermöglicht eine Erfassung der 3D- Positionen der mindestens drei Marker. Auf Basis dieser ermittelten Markerpositionen können die Positionen der Elektroden En,m geschätzt werden. Die (3D-)
Positionsschätzung der Elektroden En,m verbessert sich, je mehr Marker vorhanden sind. Vorteilhaft weist ein Träger Tn eine Anzahl von 3 bis 20 Markern, insbesondere 5 bis 15 Marker auf.
Je nach eingesetztem Positionserfassungssystem (bspw. 3D-Ultraschall,
Computertomographie (CT), Fluoroskopie, Magnetresonanztomographie (MRT), DEMRI (delayed enhanced MRI (engl. Magnetic Resonance Imaging), etc.) werden die Marker derart ausgeführt, dass sie vom jeweiligen Positionserfassungssystem präzise erkennbar sind und ihre jeweilige Position präzise ermittelbar ist. Die Marker sind beispielsweise Gasblasen oder Elemente aus Metall/Metalllegierungen oder Elemente mit verschiedenen geformten Segmenten oder Elemente mit verschiedenen Segmenten aus verschiedenen Materialien. Vorteilhaft ist, dass die Größe der Marker dahingehend optimiert wird, dass sie einerseits so klein wie möglich (was eine höhere Positionsgenauigkeit ermöglicht) aber andererseits so groß sind, dass eine eindeutige Erkennbarkeit der Marker durch das Positionserfassungssystem gewährleistet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Herzkatheters weisen die Träger Tn jeweils eine flächige Gestalt auf und bestehen aus einem elastischen polymer-basierten Material, insbesondere aus einem silikonbasierten Material. Vorteilhaft weisen die Träger Tn jeweils eine flächige elastische Membran MEM auf, die mit einer netzartigen Tragstruktur verbunden ist. Vorteilhaft ist die elastische Membran MEM flächig zwischen der netzartigen Tragstruktur angeordnet. Die Tragstruktur dient bevorzugt einer variabel einstellbaren Formgebung der Membran MEM. Vorteilhaft sind die Elektroden En,m auf der Außenseite der Membran MEM angeordnet. Die Tragstruktur ist in einer Weiterbildung fingerartig ausgebildet, d.h. sie weist im Wesentlichen von einem Punkt ausgehende, nach außen strebende lineare Tragstrukturelemente auf. In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung des Herzkatheters weist die Tragstruktur mehrere Längsträger auf, die bevorzugt endständig zentral miteinander verbunden sind, so dass die Längsträger von der zentralen Verbindung radial verlaufen. Vorteilhaft sind die Längsträger an deren jeweiligen gegenüberliegenden Enden mit dem Katheter verbunden. Vorteilhaft lässt sich die zentrale Verbindung mechanisch in Längsrichtung in einem vorgegebenen Bereich des Katheters verschieben, sodass bei einer Reduktion des Abstandes zwischen der zentralen Verbindung und den Verbindungen der gegenüberliegenden Enden der Längsträger mit dem Katheter eine Auswölbung der Längsträger radial vom Katheter weg gerichtet erfolgt. Vorteilhaft besteht die Tragstruktur aus einer Formgedächtnislegierung. Vorteilhaft nimmt die Tragstruktur im ersten Zustand eine Form an, welche eine mit der Tragstruktur verbundene elastische Membran mit den Elektroden En,m an die Innenfläche des Teilraums mit einer vorgegebenen Kraft drückt.
Vorteilhaft weisen die Träger Tn eine blattartige, insbesondere eine buchenblattartige oder olivenblattartige Form oder Begrenzung auf, d.h., dass die Träger Tn jeweils von ihrer Wurzel (d.h. dem Bereich des Trägers Tn, der mit dem Katheter verbunden ist) ausgehend, eine große seitliche Erstreckung bezogen auf die jeweilige Längsachse LAn besitzen, die mit zunehmendem Abstand von der Wurzel entlang der Längsachse LAn abnimmt.
Vorteilhaft weisen die Träger Tn jeweils eine Tragstruktur auf, die aus einer
Formgedächtnislegierung, insbesondere Nitinol besteht. Vorteilhaft ist der Tragstruktur eine erste Formgebung eingeprägt. Vorteilhaft ist diese erste Formgebung dergestalt, dass die jeweiligen Träger Tn im ersten Zustand mit einer vorgegebenen Kraft flächig gegen die Innenfläche des Teilraums gedrückt werden.
Vorteilhaft weist die elastische Membran MEM Öffnungen auf, durch die Blut von einer Seite der Membran MEM zur gegenüberliegenden Seite strömen kann. Dadurch kann gewährleistet werden, dass diejenige Seite der Membran mit darauf angeordneten Elektroden En,m möglichst optimal an der Innenfläche des Hohlraums anlegen kann und sich keine lokalen Blutblasen bilden, die ein Anliegen der Elektroden En,m behindern.
Zur Kontaktierung der Elektroden En,m sind vorteilhaft innerhalb der Träger Tn erste elektrische Leitungen zur jeweils individuellen Kontaktierung der jeweiligen Elektroden En,m vorhanden, die aus einem elektrisch leitenden, elastischen polymer-basierten Material ausgeführt sind. Dadurch wird gewährleistet, dass die ersten elektrischen Leitungen Dehnungen und Stauchungen der Träger Tn elastisch folgen. Durch die elastische Ausführung der ersten elektrischen Leitungen werden Leitungsbrüche, wie sie bei Leitungen aus Metall Vorkommen, verhindert.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass die Träger Tn jeweils eine Schnittstelle zur elektrisch leitenden Verbindung der ersten
Leitungen mit zweiten elektrischen Leitungen aus einem Metall oder einer Metalllegierung aufweisen. Vorteilhaft verlaufen die zweiten Leitungen von der Schnittstelle zu einem proximalen Ende des Katheters.
N
Insgesamt weist der Herzkatheter eine Anzahl
Figure imgf000007_0001
Mn von Elektroden En,m auf. Je nach
= 1
meßtechnischer Realisierung werden die von den Elektroden erfassten elektrischen Signale vorteilhaft zunächst über die ersten elastischen Leitungen zu der vorgenannten
N
Schnittstelle geführt. Von der Schnittstelle werden in einer Variante zumindest
Figure imgf000007_0002
Mn
= 1 einzelne zweite (Signal)Leitungen aus Metall (insbesondere aus Gold, Platin) zum proximalen Ende des Katheters geführt. Die zweiten Leitungen sind vorteilhaft
gegeneinander elektrisch isoliert und einzeln elektrisch geschirmt.
N
In einer anderen Variante werden die von der Schnittstelle kommenden V M zweiten
1
Leitungen zu einer elektronischen Einheit geführt, die im distalen Endbereich des
N
Katheters angeordnet ist, und die aus den
Figure imgf000007_0003
analogen Meßsignalen der Elektroden
1
En,m durch Digitalisierung und Multiplexen einen digitalen Datenstrom erzeugt, der über eine im Katheter verlaufende Datenleitung zu dem proximalen Ende des Katheters geführt wird.
Am proximalen Ende des Katheters werden die dort bereitgestellten Signale bzw. Daten einer Datenverarbeitungseinrichtung zugeführt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des vorgeschlagenen Herzkatheters weisen die Träger Tn jeweils eine flächige elastische Membran MEM auf, die folgende drei elastische Schichten umfasst: - eine Oberschicht, auf welcher die Elektroden En,m angeordnet sind, - eine Unterschicht, und - eine Mittelschicht, in welcher elektrische Leitungen verlaufen.
Vorteilhaft sind zur Beabstandung von Oberschicht und Unterschicht mit einem Abstand A in der Mittelschicht Abstandshalter angeordnet. Weiterhin vorteilhaft ist die Mittelschicht derart ausgeführt, dass zwischen Oberschicht und Unterschicht und den Abstandshaltern ein von einem Fluid durchströmenbares Volumen vorhanden ist. Sowohl die Oberschicht, die Unterschicht als auch die Abstandshalter sind vorteilhaft aus einem elastischen Polymermaterial gefertigt. Vorteilhaft ist ein Umfangsrand der elastischen Membran MEM fluiddicht verschlossen, wobei zur Fluidzufuhr bzw. Fluidabfuhr in die Mittelschicht zumindest ein Fluidkanal zum Einströmen bzw. Ausströmen von Fluid in die bzw. aus der Mittelschicht vorhanden ist.
Vorteilhaft ist dieser zumindest eine Fluidkanal mit einer steuerbaren Vorrichtung zum Befüllen und Entleeren der durchströmbaren Volumen der Mittelschicht mit/von Fluid vorhanden.
Die Anzahl Mn der auf einem Träger Tn vorhandenen Elektroden En,m beträgt vorteilhaft Mn > 10, Mn > 20, Mn > 30, Mn > 40, Mn > 50, Mn > 60, Mn > 70, Mn > 80, Mn > 90, Mn > 100 oder Mn ^ 12 oder Mn = 42.
Für die Anzahl N der am distalen Endbereich des Katheters angeordneten Träger Tn gilt vorteilhaft: N = 3 oder N = 5. Für die Anzahl K der auf einem Träger Tn angeordneten Zeilen Rk,m,n von Elektroden En,m gilt vorteilhaft: K e {3, 4, ..., 20}.
Der Mechanismus dient dazu, wie angegeben, die Träger Tn nach einer Insertion des distalen Endbereichs des Herzkatheters in einen Teilraum eines Herzens reversibel von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand zu bringen, d.h. die einzelnen Träger Tn im Teilraum des Herzens einerseits derart zu„entfalten“, dass die Elektroden En,m auch bei einem schlagenden Herzen möglichst unveränderlich an den jeweiligen Positionen an der Innenfläche des Hohlraums anliegen (erster Zustand), und andererseits die einzelnen Träger Tn derart in deren Volumenbedarf zu reduzieren, dass ein unkompliziertes
Ausbringen bzw. Einbringen in den Teilraum des Herzens durch den Katheter möglich ist.
Hierzu ist der Mechanismus vorteilhaft mit einem pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektrischen und/oder magnetischen Aktor und/oder einer temperierbaren Fluidquelle derart gekoppelt, dass durch eine entsprechende Aktivierung bzw.
Deaktivierung des Aktors die Träger Tn reversibel in den ersten und zweiten Zustand bringbar sind.
Besonders vorteilhaft ist der Mechanismus derart ausgeführt und eingerichtet, dass die Träger Tn mit den darauf angeordneten Elektroden En,m im ersten Zustand mit einer vorgegebenen Auflagekraft gegen die Innenfläche des Teilraums gedrückt werden.
Weiterhin vorteilhaft ist der Mechanismus derart ausgeführt und eingerichtet, dass diese Auflagekraft auch bei einer sich beim schlagenden Herzen zusammenziehenden bzw. erweiternden Innenfläche im Wesentlichen zeitunabhängig konstant bleibt.
Vorteilhaft weist der Mechanismus zumindest ein elastisches Strukturelement oder zumindest ein elastisches Membranelement auf, das mit einem Fluid befüllbar ist.
Vorteilhaft erfolgt das Befüllen mit Fluid mit einem steuerbaren variablen Druck.
Vorteilhafterweise wird der Fluiddruck abhängig von einer Bewegung
(Zusammenziehen/Ausdehnen) der Innenfläche des Hohlraums gesteuert. Die Bewegung des Hohlraums kann beispielsweise mittels Ultraschallmessung ermittelt werden.
Weiterhin kann die Bewegung des Hohlraums aus vorhandenen Messdaten prädiziert werden. Der Mechanismus ist insbesondere derart ausgeführt, dass die Träger Tn jeweils flächig mit einer im wesentlichen konstanten Auflagekraft gegen die Innenfläche des Teilraums gedrückt werden. Der Mechanismus erzeugt somit eine Art Gegenkraft zu einer Kontraktion bzw. Entspannungskraft des die Innenfläche des Hohlraums bildenden Herzmuskels. Diese Gegenkraft kann insbesondere genutzt werden, um beispielsweise den vom Herzmuskel auf den jeweiligen Träger Tn übertragenen lokalen Krafteintrag zu erfassen. Hierzu sind die Träger Tn vorteilhaft mit einer Sensorik ausgerüstet, die es ermöglicht einen lokalen Krafteintrag zu erfassen. Entsprechende Sensoren sind im Stand der Technik bekannt, beispielsweise von der Firma Tacterion GmbH.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante des Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass gilt: N = 3 und die Winkel zwischen den drei Längsachsen LAn der Träger Tn jeweils 120° betragen, zumindest sofern sie auf eine Ebene projiziert sind, so dass sich die Längsachsen LAn in einem Schnittpunkt schneiden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektroden En,m zumindest zwei unterschiedliche Größen von Kontaktflächen aufweisen. Die Elektroden En,m liegen mit ihren Kontaktflächen im ersten Zustand an der Innenfläche des Teilraums des Herzens an.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektroden En,m zwei unterschiedliche Größen G1 und G2 von Kontaktflächen aufweisen, wobei gilt: G2 > 2 * G1.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektroden En,m zumindest zwei unterschiedliche Formen von Kontaktflächen aufweisen. Vorteilhaft weisen die Elektroden En,m zwei unterschiedliche Formen F1 und F2 von Kontaktflächen auf, wobei gilt: die Form F1 ist kreisförmig und die Form F2 weist eine Längserstreckung auf, die größer als eine dazu senkrechte Erstreckung der Form F2 ist. Vorteilhaft besteht eine erste Menge der Elektroden En,m aus einem ersten Material und eine zweite Menge der Elektroden aus einem dazu unterschiedlichen zweiten Material. Beispielsweise besteht die erste Menge aus Goldelektroden und die zweite Menge aus Platinelektroden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektroden En,m jeder einzelnen Zeile Rk,m,n identische Größen von
Kontaktflächen aufweisen, wobei die Größen von Kontaktflächen der Elektroden En,m aufeinanderfolgender Zeilen Rk,m,n zwischen zwei Größen der Kontaktflächen alternieren. D.h. die Größen G1 und G2 der Elektroden aufeinanderfolgender Zeilen wechseln sich wie folgt ab: Rk=i ,m,n = G1 , Rk=2,m,n = G2, Rk=3,m,n = G1 ,...
Vorteilhaft ist ein Abstand zwischen zwei benachbart angeordneten Elektroden En,m einer Zeile Rk,m,n für alle Elektroden En,m dieser Zeile Rk,m,n konstant. Vorteilhaft bestehen die Elektroden En,m aus einem Metall oder einer Metalllegierung oder aus einem elektrisch leitenden polymer-basierten Material oder aus Carbon.
Die Elektroden En,m dienen einerseits zur Abnahme elektrischer Potenziale, andererseits können alle oder einige ausgewählte Elektroden En,m auch zur lokalen Applikation von Strom- oder Spannungsstößen dienen. Die Elektroden En,m werden hierzu entsprechend angesteuert. Vorteilhaft weist der Katheter im Bereich seines distalen Endes eine oder mehrere Elektroden auf, die zur Abgabe von lokalen elektrischen Stimuli in die
Innenfläche des Teilraums ausgeführt sind.
Vorteilhaft weist jeder Träger Tn ein elektrisches Verbindungselement auf, das einerseits über M elektrische Leitungen mit den einzelnen Elektroden En,m des Trägers Tn verbunden ist, und der andererseits über eine oder mehrere in dem Katheter verlaufende elektrische Leitungen mit einer Auswerteeinheit verbindbar ist. Vorteilhaft weist das
Verbindungselement einen elektrischen Verstärker und/oder Multiplexer und/oder elektrischen Filter auf.
Vorteilhaft weist zumindest einer der Träger Tn einen oder mehrere zusätzliche Sensoren zur Erfassung eines oder mehrerer zusätzlicher physikalischer oder chemischer oder biologischer Parameter auf. Vorteilhaft ist der zusätzliche physikalische oder chemische oder biologische Parameter eine auf den Träger Tn extern, insbesondere von der
Innenfläche des Teilraums einwirkende mechanische Kraft und/oder ein mechanisches Moment, eine Temperatur, eine Konzentration eines vorgegebenen Stoffes, ein Lichtsignal, insbesondere ein Fluoreszenzsignal, oder ein davon abhängiger Parameter.
Vorteilhaft sind auf zumindest einem der Träger Tn mehrere zusätzliche solcher Sensoren vorhanden. Diese Sensoren sind vorteilhaft derart angeordnet, dass eine flächige
Verteilung des/der jeweiligen Parameter erfasst werden kann. Die von diesen Sensoren erfassten Meßsignale werden im jeweiligen Träger Tn vorteilhaft mittels elastischer elektrischer Leitungen zu einer vorteilhaft an der Wurzel des jeweiligen Trägers Tn angeordneten Schnittstelle geführt. Von dort wird zumindest eine elektrische Leitung (vorteilhaft eine metallische elektrische Leitung) zum proximalen Ende des Katheters geführt und stellt dort Sensorsignale der Sensoren für eine Auswerteeinheit bereit.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung betrifft einen Herzkatheter mit Elektroden, aufweisend eine Anzahl N elastische einzelne Träger Tn mit n = 1 , 2, ..., N und N e {2, 3, ..., 10}, wobei die Träger Tn jeweils einen elastischen Längsträger LTn, dessen proximales Ende den Träger Tn mit einem distalen Endbereich des Herzkatheters verbindet und dessen distales Ende ein freies Ende ist, eine sich entlang des jeweiligen Längsträgers LTn erstreckende Längsachse LAn, eine Anzahl Kn von elastischen Querträgern QTn,k, und eine Anzahl Mn von Elektroden En,m, mit m = 1 , 2, ..., Mn und Mn > 5, wobei die Elektroden En,m auf einer jeweiligen Außenseite der jeweiligen Querträger QTn,k angeordnet sind, mit k = 1 , 2, ... Kn und Kn > 3, aufweisen, und einen Mechanismus, mittels dem die Träger Tn nach einer Insertion des distalen Endbereichs des Herzkatheters in einen Teilraum eines Herzens reversibel von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand bringbar sind, wobei der Mechanismus die Träger Tn in dem ersten Zustand derart aufspannt oder entfaltet, dass die Elektroden En,m jeweils an einer Innenfläche des Teilraums anliegen, die Querträger QTn,k senkrecht zum jeweiligen Längsträger LTn und/oder senkrecht zur Längsachse LAn verlaufen und der Mechanismus die Träger Tn im zweiten Zustand derart schließt, dass der Katheter mit den Trägern Tn aus dem Teilraum entfernbar ist.
Die Querträger QTn,k sind vorteilhaft derart am zugeordneten Längsträger LTn angeordnet, dass sie sich (im ersten Zustand) senkrecht zum Längsträger LTn auf zwei Seiten des Längsträgers LTn gleich weit erstrecken. Vorteilhaft sind die Querträger QTn,k am zugeordneten Längsträger LTn gleichweit voneinander beabstandet angeordnet.
Vorteilhaft sind die Querträger QTn,k am zugeordneten Längsträger LTn mit einem einstellbaren Abstand voneinander anordenbar.
Der Längsträger LTn und/oder die Querträger QTn,k bestehen vorteilhaft aus einer
Formgedächtnislegierung und sind entsprechend konditioniert, dass sie im ersten Zustand die angegebene Geometrie zueinander annehmen.
In einer alternativen Weiterbildung weisen die Querträger QTn,k und/oder der Längsträger LTn Fluidkammern auf, die einzeln mit Fluid befüllbar oder von Fluid entleerbar sind.
Dabei sind die Querträger QTn,k und/oder der Längsträger LTn derart ausgeführt, dass sie beim Befüllen der Fluidkammer mit einem Fluid eine vorgegebene Pose einnehmen, bei der, wie vorstehend ausgeführt, die Querträger QTn,k senkrecht zum Längsträger LTn und/oder senkrecht zur Längsachse LAn verlaufen.
Vorteilhaft sind die Träger Tn an dem Katheter gleichmäßig verteilt entlang einer
Umfangslinie des Katheters angeordnet. Vorteilhaft weist ein die Verbindungen der Träger Tn mit dem Katheter distal überragendes Endstück des Katheters eine
Ablationsvorrichtung und/oder eine Injektionsvorrichtung und/oder eine Vorrichtung zur Probenentnahme auf. Vorteilhaft wird/werden diese Vorrichtung/Vorrichtungen zentral im Katheter geführt und ist/sind in axialer Richtung des Katheters längsverschieblich ausgeführt. Dieser Ausführungsform ist es möglich, mittels der Träger Tn entsprechende elektrische Signale zu ermitteln, und auf Basis der Signale zu behandelnde Stellen an der Innenfläche des Hohlraums zu identifizieren. Weiterhin ist es möglich, mittels der distal endständig am Katheter angeordneten genannten Vorrichtungen, gezielte Behandlungen im Hohlraum des Herzens an den Innenflächenbereichen vorzunehmen.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass die Träger Tn jeweils zumindest drei Marker eines
Positionserfassungssystems aufweisen. Dies ermöglicht eine Erfassung der 3D- Positionen der mindestens drei Marker. Auf Basis dieser ermittelten Markerpositionen können die Positionen der Elektroden En,m geschätzt werden. Die (3D-)
Positionsschätzung der Elektroden En,m verbessert sich, je mehr Marker vorhanden sind. Vorteilhaft weist ein Träger Tn eine Anzahl von 3 bis 20 Markern, insbesondere 5 bis 15 Marker auf.
Je nach eingesetztem Positionserfassungssystem (bspw. 3D-Ultraschall,
Computertomographie (CT), Fluoroskopie, Magnetresonanztomographie (MRT), DEMRI (delayed enhanced MRI (engl. Magnetic Resonance Imaging), etc.) werden die Marker derart ausgeführt, dass sie vom jeweiligen Positionserfassungssystem präzise erkennbar sind und ihre jeweilige Position präzise ermittelbar ist. Die Marker sind beispielsweise Gasblasen oder Elemente aus Metall/Metalllegierungen oder Elemente mit verschiedenen geformten Segmenten oder Elemente mit verschiedenen Segmenten aus verschiedenen Materialien. Vorteilhaft ist, dass die Größe der Marker dahingehend optimiert wird, dass sie einerseits so klein wie möglich (was eine höhere Positionsgenauigkeit ermöglicht) aber andererseits so groß sind, dass eine eindeutige Erkennbarkeit der Marker durch das Positionserfassungssystem gewährleistet ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass die Träger Tn jeweils eine Schnittstelle zur elektrisch leitenden Verbindung der ersten
Leitungen mit zweiten elektrischen Leitungen aus einem Metall oder einer Metalllegierung aufweisen. Vorteilhaft verlaufen die zweiten Leitungen von der Schnittstelle zu einem proximalen Ende des Katheters.
N
Insgesamt weist der Herzkatheter eine Anzahl
Figure imgf000013_0001
Mn von Elektroden En,m auf. Je nach
= 1
messtechnischer Realisierung werden die von den Elektroden erfassten elektrischen Signale vorteilhaft zunächst über die ersten elastischen Leitungen zu der vorgenannten
N
Schnittstelle geführt. Von der Schnittstelle werden in einer Variante zumindest
Figure imgf000013_0002
Mn
= 1 einzelne zweite (Signal)Leitungen aus Metall (insbesondere aus Gold, Platin) zum proximalen Ende des Katheters geführt. Die zweiten Leitungen sind vorteilhaft
gegeneinander elektrisch isoliert und einzeln elektrisch geschirmt.
N
In einer anderen Variante werden die von der Schnittstelle kommenden V M zweiten
1
Leitungen zu einer elektronischen Einheit geführt, die im distalen Endbereich des
N
Katheters angeordnet ist, und die aus den
Figure imgf000013_0003
analogen Messsignalen der Elektroden
1
En,m durch Digitalisierung und Multiplexen einen digitalen Datenstrom erzeugt, der über eine im Katheter verlaufende Datenleitung zu dem proximalen Ende des Katheters geführt wird.
Am proximalen Ende des Katheters werden die dort bereitgestellten Signale bzw. Daten einer Datenverarbeitungseinrichtung zugeführt.
Die Anzahl Mn der auf einem Träger Tn vorhandenen Elektroden En,m beträgt vorteilhaft Mn > 10, Mn > 20, Mn > 30, Mn > 40, Mn > 50, Mn > 60, Mn > 70, Mn > 80, Mn > 90, Mn > 100 oder Mn ^ 12 oder Mn = 42. Für die Anzahl N der am distalen Endbereich des Katheters angeordneten Träger Tn gilt vorteilhaft: N = 3 oder N = 5. Für die Anzahl Kn der auf einem Träger Tn angeordneten Querträger QTn,k gilt vorteilhaft: K e {3, 4, 20}.
Der Mechanismus dient dazu, wie angegeben, die Träger Tn nach einer Insertion des distalen Endbereichs des Herzkatheters in einen Teilraum eines Herzens reversibel von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand zu bringen, d.h. die einzelnen Träger Tn im Teilraum des Herzens einerseits derart zu„entfalten“, dass die Elektroden En,m auch bei einem schlagenden Herzen möglichst unveränderlich an den jeweiligen Positionen an der Innenfläche des Hohlraums anliegen (erster Zustand), und andererseits die einzelnen Träger Tn derart in deren Volumenbedarf zu reduzieren, dass ein unkompliziertes
Ausbringen bzw. Einbringen in den Teilraum des Herzens durch den Katheter möglich ist.
Hierzu ist der Mechanismus vorteilhaft mit einem pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektrischen und/oder magnetischen Aktor und/oder einer temperierbaren Fluidquelle derart gekoppelt, dass durch eine entsprechende Aktivierung bzw.
Deaktivierung des Aktors die Träger Tn reversibel in den ersten und zweiten Zustand bringbar sind. Alternativ oder zusätzlich ist der Mechanismus von einem Bediener mechanisch bedienbar ausgeführt.
Besonders vorteilhaft ist der Mechanismus derart ausgeführt und eingerichtet, dass die Träger Tn mit den darauf angeordneten Elektroden En,m im ersten Zustand mit einer vorgegebenen Auflagekraft gegen die Innenfläche des Teilraums gedrückt werden.
Weiterhin vorteilhaft ist der Mechanismus derart ausgeführt und eingerichtet, dass diese Auflagekraft auch bei einer sich beim schlagenden Herzen zusammenziehenden bzw. erweiternden Innenfläche im Wesentlichen zeitunabhängig konstant bleibt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weisen die Träger Tn jeweils eine flächige elastische Membran MEM auf, die die Querträger QTn,k und den Längsträger LTn des jeweiligen Trägers Tn verbindet. Vorteilhaft weist die flächige elastische Membran MEM folgende drei elastische Schichten auf: eine Oberschicht, auf welcher die Elektroden En,m angeordnet sind, eine Unterschicht, und eine Mittelschicht, in welcher elektrische elastische erste Leitungen zur Kontaktierung der Elektroden En,m verlaufen, wobei zur Beabstandung von Oberschicht und Unterschicht mit einem Abstand A in der Mittelschicht Abstandshalter angeordnet sind, und die Mittelschicht von einem Fluid durchströmbare Volumen aufweist.
Besonders vorteilhaft sind die Längsträger LTn mit dem distalen Endbereich des Herzkatheters derart verbunden, dass sie drehbar sind. Dies ermöglicht insbesondere eine individuelle Drehung jedes einzelnen der T räger Tn und damit eine einstellbare Konfiguration bzw. Relativanordnung der auf den einzelnen Träger Tn angeordneten Elektrodenreihen bzw. Querträger QTn,k zueinander. Die Drehung kann beispielsweise durch eine mechanische Bedienung eines Bedieners und/oder mittels eines
angesteuerten Aktors erfolgen.
Vorteilhaft weisen die Träger Tn eine Anzahl von Mn erste elektrische Leitungen zur individuellen Kontaktierung der jeweiligen Elektroden En,m auf, die aus einem elektrisch leitenden, elastischen polymer-basierten Material ausgeführt sind.
Besonders vorteilhaft weist der Mechanismus einen befüllbaren und entleerbaren elastischen Blähkörper (beispielsweise einen Ballonkörper) auf, der im ersten Zustand mit einem Fluid befüllbar ist und dadurch von einer Innenseite des jeweiligen Querträgers QT n,k diesen nach außen drückt. Vorteilhaft erfolgt die Versorgung des Blähkörpers mit Fluid durch den Katheter.
Vorteilhaft erfolgt das Befüllen des Blätterkörpers mit Fluid mit einem steuerbaren variablen Druck. Vorteilhafterweise wird der Fluiddruck abhängig von einer Bewegung (Zusammenziehen/Ausdehnen) der Innenfläche des Hohlraums gesteuert. Die Bewegung des Hohlraums kann beispielsweise mittels Ultraschallmessung ermittelt werden.
Weiterhin kann die Bewegung des Hohlraums aus vorhandenen Messdaten prädiziert werden. Der Mechanismus ist insbesondere derart ausgeführt, dass die Träger Tn jeweils flächig mit einer im wesentlichen konstanten Auflagekraft gegen die Innenfläche des Teilraums gedrückt werden. Der Mechanismus erzeugt somit eine Art Gegenkraft zu einer Kontraktion bzw. Entspannungskraft des die Innenfläche des Hohlraums bildenden Herzmuskels. Diese Gegenkraft kann insbesondere genutzt werden, um beispielsweise den vom Herzmuskel auf den jeweiligen Träger Tn übertragenen lokalen Krafteintrag zu erfassen. Hierzu sind die Träger Tn vorteilhaft mit einer Sensorik ausgerüstet, die es ermöglicht einen lokalen Krafteintrag zu erfassen.
Weiterhin besonders vorteilhaft weist der Mechanismus ein Rohr- oder Schlauchstück auf, das am Endteil des Katheters entlang des Katheters axial-längsverschieblich angeordnet ist, und das derart ausgeführt ist, dass es im zweiten Zustand axial distalwärts
verschoben ist, sodass die Träger Tn und gegebenenfalls vorhandene Vorrichtungen zur Ablation und/oder Injektion und/oder zur Probenentnahme innerhalb des Rohr- oder Schlauchstücks zu liegen kommen, und das im ersten Zustand axial proximalwärts verschoben ist, so dass sich die Träger Tn und gegebenenfalls vorhandene Vorrichtungen zur Ablation und/oder Injektion und/oder zur Probenentnahme außerhalb des Rohr- oder Schlauchstücks zu liegen kommen sich frei entfalten bzw. entsprechend benutzt werden können.
Vorteilhaft ist der Mechanismus dazu ausgeführt, dass die Träger Tn samt und
gegebenenfalls vorhandene Vorrichtung/en zur Ablation und/oder Injektion und/oder zur Probenentnahme im zweiten Zustand in den Katheter eingezogen sind. Isofern sind die Träger Tn und die gegebenenfalls vorhandene Vorrichtung zu einer Längsachse des Katheters axial längsverschieblich ausgeführt. Eine distale Katheterschleuse des
Herzkatheters ist in diesem Ausführungsbeispiel somit zur Aufnahme der Träger Tn und der Vorrichtung im zweiten Zustand ausgeführt.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante des Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass gilt: N = 3 und sich die Ausrichtungen der Querträger QTn,k der verschiedenen Längsträger LTn zueinander im ersten Zustand um jeweils 120° unterscheiden. Besonders vorteilhaft sind die Ausrichtungen der Querträger QTn,k der verschiedenen Längsträger LTn zueinander variabel einstellbar, so dass verschiedene Elektrodenkonfigurationen zur Messung verwendet werden können. Besonders vorteilhaft sind hierzu die Träger Tn am distalen Ende des Herzkatheters um ihre jeweiligen Längsachsen LAn drehbar. Damit sind unterschiedliche Relativkonfigurationen der auf verschiedenen Trägern Tn angeordneten Elektroden En,m zueinander einstellbar.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektroden En,m zumindest zwei unterschiedliche Größen von Kontaktflächen aufweisen. Die Elektroden En,m liegen mit ihren Kontaktflächen im ersten Zustand an der Innenfläche des Teilraums des Herzens an.
Vorteilhaft weisen die Träger Tn eine Anzahl von Mn von ersten elektrischen Leitungen zur individuellen Kontaktierung der jeweiligen Elektroden En,m auf, die aus einem elektrisch leitenden, elastischen polymer-basierten Material ausgeführt sind.
Vorteilhaft weisen die Elektroden En,m nur zwei unterschiedliche Größen G1 und G2 von Kontaktflächen auf, wobei gilt: G2 > 2 * G1.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektroden En,m zumindest zwei unterschiedliche Formen von Kontaktflächen aufweisen. Vorteilhaft weisen die Elektroden En,m zwei unterschiedliche Formen F1 und F2 von Kontaktflächen auf, wobei gilt: die Form F1 ist kreisförmig und die Form F2 weist eine Längserstreckung auf, die größer als eine dazu senkrechte Erstreckung der Form F2 ist.
Vorteilhaft besteht eine erste Menge der Elektroden En,m aus einem ersten Material und eine zweite Menge der Elektroden aus einem dazu unterschiedlichen zweiten Material. Beispielsweise besteht die erste Menge aus Goldelektroden und die zweite Menge aus Platinelektroden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Herzkatheters zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektroden En,m aus jedem Querträger QTn,k identische Größen von
Kontaktflächen aufweisen, wobei die Größen von Kontaktflächen der Elektroden En,m an einem Längsträger LTn aufeinanderfolgender Querträger QTn,k zwischen zwei Größen der Kontaktflächen alternieren. D.h. die Größen G1 und G2 der Elektroden
aufeinanderfolgender Zeilen wechseln sich wie folgt ab: QTn,k=i = G1 , QTn,k=2,m,n = G2,
QT n,k=3,m,n = G 1 , . . .
Vorteilhaft ist ein Abstand zwischen zwei auf einem Querträger QTn,k benachbart angeordneten Elektroden En,m für alle Elektroden En,m auf diesem Querträger QTn,k konstant. Vorteilhaft bestehen die Elektroden En,m aus einem Metall oder einer
Metalllegierung oder aus einem elektrisch leitenden polymer-basierten Material oder aus Karbon.
Die Elektroden En,m dienen einerseits zur Abnahme elektrischer Potenziale, andererseits können alle oder einige ausgewählte Elektroden En,m auch zur lokalen Applikation von Strom- oder Spannungsstößen dienen. Die Elektroden En,m werden hierzu entsprechend angesteuert. Vorteilhaft weist der Katheter im Bereich seines distalen Endes eine oder mehrere Elektroden auf, die zur Abgabe von lokalen elektrischen Stimuli in die
Innenfläche des Teilraums ausgeführt sind.
Vorteilhaft weist jeder Träger Tn ein elektrisches Verbindungselement auf, das einerseits über M elektrische Leitungen mit den einzelnen Elektroden En,m des Trägers Tn verbunden ist, und der andererseits über eine oder mehrere in dem Katheter verlaufende elektrische Leitungen mit einer Auswerteeinheit verbindbar ist. Vorteilhaft weist das
Verbindungselement einen elektrischen Verstärker und/oder Multiplexer und/oder elektrischen Filter auf.
Vorteilhaft weist zumindest einer der Träger Tn einen oder mehrere zusätzliche Sensoren zur Erfassung eines oder mehrerer zusätzlicher physikalischer oder chemischer oder biologischer Parameter auf. Vorteilhaft ist der zusätzliche physikalische oder chemische oder biologische Parameter eine auf den Träger Tn extern, insbesondere von der Innenfläche des Teilraums einwirkende mechanische Kraft und/oder ein mechanisches Moment, eine Temperatur, eine Konzentration eines vorgegebenen Stoffes, ein
Lichtsignal, insbesondere ein Fluoreszenzsignal, oder ein davon abhängiger Parameter.
Vorteilhaft sind auf zumindest einem der Träger Tn mehrere zusätzliche solcher Sensoren vorhanden. Diese Sensoren sind vorteilhaft derart angeordnet, dass eine flächige Verteilung des/der jeweiligen Parameter erfasst werden kann. Die von diesen Sensoren erfassten Messsignale werden im jeweiligen Träger Tn vorteilhaft mittels elastischer elektrischer Leitungen zu einer vorteilhaft an der Wurzel des jeweiligen Trägers Tn angeordneten Schnittstelle geführt. Von dort wird zumindest eine elektrische Leitung (vorteilhaft eine metallische elektrische Leitung) zum proximalen Ende des Katheters geführt und stellt dort Sensorsignale der Sensoren für eine Auswerteeinheit bereit.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnungen - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer Ansicht auf ein distales Ende eines erfindungsgemäßen Katheters mit einer Anzahl N = 3 Träger Tn, mit n = 1 , 2, 3, aus einer Position entlang des Katheters auf das distale Ende des Katheters zu. Der Katheter selbst würde sich vorliegend in Richtung seines proximalen Endes senkrecht aus der Blattebene erstrecken
Fig. 2 eine schematisierte Seitenansicht des distalen Endteils des Katheters, mit
Trägern, die sich im zweiten Zustand befinden.
Fig. 3 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung von
Elektroden En,m auf einer Oberfläche eines Trägers Tn.
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer 3D Ansicht auf ein distales Ende eines erfindungsgemäßen Katheters in einer zweiten Version, mit einer Anzahl N = 3 T räger Tn mit n = 1 , 2, 3,
Fig. 5 eine schematisierte Darstellung einer Aufsicht auf den Katheter gemäß Fig.
4, wobei die Längsträger LTn jeweils einen Winkel von 120° zueinander einnehmen,
Fig. 6 eine schematisierte Darstellung einer Aufsicht auf den Katheter gemäß Fig.
4, wobei die Längsträger LTn durch Drehung der Längsträger an ihrer Verbindung zum Katheter jeweils einen Winkel von 90° zueinander einnehmen,
Fig. 7 eine schematisierte Darstellung einer Aufsicht auf den Katheter gemäß Fig.
4, wobei die Längsträger LTn durch Drehung der Längsträger an ihrer Verbindung zum Katheter jeweils einen Winkel von 45° zueinander einnehmen,
Fig. 8 eine schematisierte Darstellung einer Seitenansicht des Katheters gemäß
Fig. 4,
Fig. 9 eine schematisierte Darstellung einer 3-D Ansicht des Katheters gemäß
Fig. 4 mit einem Blähkörper 108,
Fig. 10 eine schematisierte Darstellung einer Aufsicht auf den Katheter gemäß Fig.
9.
Fig. 1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Ansicht auf ein distales Ende eines erfindungsgemäßen Katheters mit einer Anzahl N = 3 Träger Tn, mit n = 1 , 2, 3, aus einer Ansichtsposition entlang des Katheters auf das distale Ende des Katheters zu. Der Katheter selbst würde sich in Richtung seines proximalen Endes senkrecht somit vorliegend aus der Blattebene erstrecken. Der Katheter wird vorliegend in einem ersten Zustand gezeigt, so wie er sich einstellen würde, wenn sich die Träger Tn am distalen Ende des Katheters frei (elastischer Neutralzustand), d.h. ungestört durch äußere
Krafteinwirkungen bspw. durch Kontakte mit der Innenfläche des Teilraums des Herzens, entfalten.
Der dargestellte Herzkatheter weist eine Anzahl N =3 elastische einzelne Träger Tn 101 mit n = 1 , 2, 3 auf, die jeweils mit einem distalen Endbereich des Herzkatheters verbunden sind. Der Katheter selbst wird durch den schwarzen Punkt in der Mitte der Träger Tn repräsentiert.
Die Längsachsen LAn der Träger Tn 101 schließen jeweils einen Winkel zueinander von 120° ein. Die drei T räger Tn 101 bestehen vorliegend jeweils aus einem elastischen Membranelement MEM, wobei das Membranelement MEM vorliegend drei Schichten aufweist: eine Oberschicht, auf welcher die Elektroden En,m 102 (dargestellt jeweils als Quader und Kreise) angeordnet sind, eine Unterschicht, und eine Mittelschicht, in welcher elektrische elastische erste Leitungen (nicht dargestellt) zur Kontaktierung der Elektroden En,m 102 verlaufen, wobei zur Beabstandung von Oberschicht und Unterschicht mit einem Abstand A in der Mittelschicht Abstandshalter angeordnet sind, und die Mittelschicht zur individuellen Kontaktierung der Elektroden En,m 102 erste elektrische Leitungen (nicht dargestellt) aus einem elastischen, elektrisch leitenden Polymer aufweisen.
Die ersten Leitungen verbinden die Elektroden En,m 102 mit einer Schnittstelle (nicht dargestellt) am Katheter, welche die ersten elektrischen Leitungen jeweils einzeln mit zweiten elektrischen Leitungen verbindet, die jeweils isolierte Goldleitungen sind und die an das proximale Ende des Katheters führen. Am proximalen Ende des Katheters sind die zweiten elektrischen Leitungen mit einer entsprechenden Auswertevorrichtung verbindbar.
Die Träger Tn 101 weisen vorliegend jeweils eine Anzahl Mn = 45 von Elektroden En,m 102 auf, wobei die Elektroden En,m 102 in K = 9 Zeilen Rk,m,n auf der Außenseite der
Oberschicht des jeweiligen Trägers Tn 101 angeordnet sind, mit k = 1 , 2, 3. Die Zeilen Rk,m,n verlaufen in dem dargestellten elastischen Neutralzustand (bei einer aufgespannten Tragstruktur) senkrecht zur jeweiligen Längsachse LAn.
Weiterhin umfasst der Katheter einen Mechanismus, mittels dem die Träger Tn 101 nach einer Insertion des distalen Endbereichs des Herzkatheters in einen Teilraum eines Herzens reversibel von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand bringbar sind, wobei der Mechanismus die Träger Tn 101 in dem ersten Zustand derart aufspannt, dass die Elektroden En,m 102 jeweils an einer Innenfläche des T eilraums anliegen, und der Mechanismus die Träger Tn 101 im zweiten Zustand derart schließt, dass der Katheter mit den Trägern Tn 101 aus dem Teilraum entfernbar ist.
Vorliegend besteht der Mechanismus aus einer T ragstruktur, die jeweils in die einzelnen Träger Tn 101 integriert ist und einer mechanischen Anlenkung (nicht dargestellt) bestehend aus einer mechanischen Verbindung der drei Träger, die ein„Entfalten“ der Träger freigibt und mit der ein„Zusammenfalten“ der Träger realisierbar ist. Die
Tragstruktur besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus Drähten 103 aus einem
Formgedächtnismaterial, insbesondere aus Nitinol. Die Drähte 103 verlaufen entlang des Umfangsrandes der Träger Tn (dicke schwarze Umfangslinien) sowie zwei Drähte 103 (dicke gestrichelte Linien) entlang der Längsachse LAn der jeweiligen Träger Tn. Die Tragstruktur ist derart vorgeprägt/konditioniert, dass sie nach einer mechanischen Freigabe ein„Entfalten“ der Träger Tn bewirkt. Die mechanische Freigabe erfolgt vorteilhaft durch eine Bedienperson dann, wenn das distale Ende des Katheters, d.h. konkret die Träger Tn in den zu untersuchenden Teilraum des Herzens eingebracht sind.
Die mechanische Anlenkung (nicht dargestellt) ist vorliegend als eine Art„Seilzug“ derart ausgeführt, dass damit die Beabstandung der distalen Enden der Träger Tn variabel eingestellt werden kann. Wird an dem„Seilzug“„gezogen“, werden die distalen Enden der Träger Tn zusammengezogen, d.h. die Träger werden dadurch eingefaltet und somit in den zweiten Zustand verbracht. Wird der„Seilzug“ freigegeben, so entfalten sich die Träger Tn und nehmen eine durch die Tragstruktur aus Formgedächtnismaterial vorgeprägte Form an (erster Zustand).
Die Konditionierung der Tragstruktur bewirkt vorteilhaft, dass die an der Oberschicht angeordneten Elektroden En,m 102 auch beim schlagenden Herzen an der Innenfläche des Teilraums des Herzens mit einer vorgegebenen Antriebskraft anliegen bzw.
angedrückt werden.
Fig. 2 zeigt eine schematisierte Seitenansicht des distalen Endteils des Katheters gemäß Fig. 1 , mit Trägern Tn, die sich im zweiten Zustand befinden. Zu erkennen ist
schematisiert der Seilzug 104, der bei Zusammenziehen ein„Zusammenfalten“ der drei Träger Tn bewirkt. Wird der Seilzug 104„freigegeben“ so entfalten sich die Träger Tn 101 aufgrund der Tragstrukturen aus Formgedächtnismaterial.
Fig. 3 zeigt eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung von Elektroden En,m auf einer Oberfläche eines elastischen flächigen Trägers Tn. Zu erkennen ist, dass die Elektroden En,m jeweils in Reihen senkrecht zu einer Längsachse LAn des Trägers Tn ausgerichtet sind. Weiterhin ist gut zu erkennen, dass die Elektroden En,m einer Reihe jeweils eine gleiche Form der Kontaktflächen sowie eine gleiche Größe der Kontaktflächen aufweisen. Weiterhin sind die Elektroden En,m einer Reihe jeweils gleich voneinander beabstandet. Die Elektroden En,m aufeinanderfolgender Reihen weisen alternierend Elektroden En,m mit runden kleineren Kontaktflächen und Elektroden En,m mit rechteckigen größeren Kontaktflächen auf. Eine individuelle Kontaktierung der Elektroden En,m ermöglicht eine Vielzahl von Auswertungen von Differenzialpotenzialen, wie sie in Fig. 3 für eine Elektrode anhand der eingezeichneten Pfeile angedeutet sind.
Vorzugsweise weist der Katheter eine Elektrode auf, die von Blut umspült ist und ein Referenzpotenzial abnimmt. Gegen dieses Referenzpotenzial können die an den einzelnen Elektroden En,m ermittelten zeitabhängigen Potenziale bestimmt werden. Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer 3D Ansicht auf ein distales Ende eines erfindungsgemäßen Herzkatheters in einer zweiten Version, mit einer Anzahl N = 3 Träger Tn mit n = 1 , 2, 3. Der Herzkatheter weist auf:
- eine Anzahl N = 3 elastischer einzelner Träger Tn 101 mit n = 1 , 2, N = 3, wobei die Träger Tn 101 jeweils einen elastischen Längsträger LTn 105 aus einer
Formgedächtnislegierung, dessen proximales Ende den jeweiligen Träger Tn 101 mit einem distalen Endbereich des Herzkatheters verbindet und dessen distales Ende ein freies Ende ist,
eine sich entlang des jeweiligen Längsträgers LTn 105 erstreckende Längsachse LAn,
eine Anzahl Kn = 4 von elastischen Querträgern QTn,k 106, und
eine Anzahl Mn = 18 von Elektroden En,m 102, mit m = 1 , 2, ... , Mn = 18, wobei die Elektroden En,m 102 auf einer jeweiligen Außenseite der jeweiligen Querträger QTn,k 106 angeordnet sind, mit k = 1 , 2, ... Kn, aufweisen.
Weiterhin umfasst jeder T räger Tn einen Mechanismus, mittels dem die T räger Tn 101 nach einer Insertion des distalen Endbereichs des Herzkatheters in einen Teilraum eines Herzens reversibel von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand bringbar sind, wobei der Mechanismus die Träger Tn 101 in dem ersten Zustand derart aufspannt, dass die Elektroden En,m 102 jeweils an einer Innenfläche des T eilraums anliegen, die
Querträger QTn,k 106 senkrecht zum jeweiligen Längsträger LTn 105 und/oder senkrecht zur Längsachse LAn verlaufen und der Mechanismus die Träger Tn 101 im zweiten Zustand derart schließt, dass der Katheter mit den Trägern Tn 101 aus dem Teilraum entfernbar ist.
Schließlich weist der Katheter eine zentrale bedienbare Vorrichtung 107 zur Ablation und/oder zur Injektion und/oder zur Probenentnahme auf.
Dadurch, dass sich Längsträger LTn an dem Verbindungspunkt um ihre dortige
Längsachse drehen lassen, können die Träger Tn relativ zueinander verschieden angeordnet werden. Die Figuren 5 bis 7 zeigen hierzu entsprechende verschiedene Konfigurationen. Dabei sind die distalen Enden der Längsträger LTn freie Enden, und insbesondere nicht miteinander oder mit der zentralen Vorrichtung 107 verbunden.
Fig. 5 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Aufsicht auf den Katheter gemäß Fig. 4, wobei die Längsträger LTn jeweils einen Winkel von 120° zueinander einnehmen. Zentral ist die Vorrichtung 107 zur Ablation und/oder zur Injektion und/oder zur Probenentnahme zu erkennen. Weiterhin sind die an der Außenseite der Querträger QTn,k 106
angeordneten 3 x 18 Elektroden En,m 102 zu erkennen, die im Wesentlichen die gleiche Rechteckform aufweisen, bis auf sechs Elektroden En,m an den jeweils distalen
Querträgern QTn,k 106, die eine davon abweichende quadratische Form aufweisen.
Fig. 6 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Aufsicht auf den Katheter gemäß Fig. 4, wobei die Längsträger LTn 105 durch Drehung der Längsträger an ihrer Verbindung zum Katheter jeweils einen Winkel von 90° zueinander einnehmen.
Fig. 7 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Aufsicht auf den Katheter gemäß Fig. 4, wobei die Längsträger LTn 105 durch Drehung der Längsträger an ihrer Verbindung zum Katheter jeweils einen Winkel von 45° zueinander einnehmen.
Fig. 8 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Seitenansicht des Katheters gemäß Fig. 4. Deutlich zu erkennen ist, dass die Längsträger LTn 105 im ersten Zustand vorteilhaft derart konditioniert sind, dass Konfigurationen einstellbar sind, bei denen sich die
Querträger QTn,k 106 überlappen können. Im dargestellten Beispiel sind die Längsträger LTn 105 mit den jeweils daran angeordneten Querträgern QTn,k 106 vertikal beabstandet, sodass überlappende Konfigurationen einstellbar sind, wie sie beispielsweise in Fig. 7 gezeigt ist.
Fig. 9 zeigt eine schematisierte Darstellung einer 3-D Ansicht des Katheters gemäß Fig. 4 mit einem Blähkörper 108.
Nach Einführen des distalen Endteils des Katheters in einen Hohlraum im Herzen erfolgt vorteilhaft ein Entfalten der Träger Tn sowie durch entsprechendes Drehen der Träger Tn um die lokale Längsachse der Längsträger LTn am Anlenkpunkt ein Einstellen der gewünschten Relativkonfiguration der Träger Tn. Nachdem die gewünschte
Relativkonfiguration der Träger eingestellt ist, wird der Blähkörper 108 mit einem Fluid befüllt, sodass dieser sich ausdehnt und die Außenseite der Querträger QTn,k 106 mit den darauf angeordneten Elektroden En,m 102 gegen die Innenseite des Hohlraums im Herzen drückt.
Nach Beendigung der Messungen bzw. nach Beendigung von Maßnahmen mit der Vorrichtung 107 wird zunächst der Blähköper 108 von Fluid entleert, sodass die Träger Tn wieder frei beweglich sind.
Vorteilhaft weist der Mechanismus ein Rohr- oder Schlauchstück (nicht dargestellt) auf, das am Endteil des Katheters entlang des Katheters axial-längsverschieblich angeordnet ist, und das derart ausgeführt ist, dass es im zweiten Zustand axial distalwärts
verschoben ist, sodass die Träger Tn und gegebenenfalls vorhandene Vorrichtungen zur Ablation und/oder Injektion und/oder zur Probenentnahme innerhalb des Rohr- oder Schlauchstücks zu liegen kommen, und das im ersten Zustand axial proximalwärts verschoben ist, so dass sich die Träger Tn und gegebenenfalls vorhandene Vorrichtungen zur Ablation und/oder Injektion und/oder zur Probenentnahme außerhalb des Rohr- oder Schlauchstücks zu liegen kommen sich frei entfalten bzw. entsprechend benutzt werden können.
Fig. 10 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Aufsicht auf den Katheter gemäß Fig.
9 mit einer Bemaßung in [mm].
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele
eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der
Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden
Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird. Bezugszeichenliste
101 T räger Tn
102 Elektroden En,m
103 Drähte aus einem Formgedächtnismaterial
104 Seilzug
105 Längsträger LTn
106 Querträger QTn,k
107 Ablationswerkzeug
108 Blähkörper

Claims

Patentansprüche
1. Herzkatheter mit Elektroden, aufweisend eine Anzahl N elastischer einzelner Träger
Tn (101 ) mit n = 1 , 2, N und N e {2, 3, 10}, die jeweils mit einem distalen
Endbereich des Herzkatheters verbunden sind, wobei die Träger Tn (101 ) jeweils eine Längsachse LAn aufweisen, eine Anzahl Mn von Elektroden En,m (102) je Träger Tn (101 ), mit m = 1 , 2, ..., Mn und Mn > 5, wobei die Elektroden En,m (102) in Zeilen Rk,m,n auf einer Außenseite des jeweiligen T rägers Tn (101 ) angeordnet sind, mit k = 1 , 2, ... K und K > 3, die Zeilen Rk,m,n senkrecht zur Längsachse LAn verlaufen, und weiterhin aufweisen einen Mechanismus, mittels dem die Träger Tn (101 ) nach einer Insertion des distalen Endbereichs des Herzkatheters in einen Teilraum eines Herzens reversibel von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand bringbar sind, wobei der Mechanismus die T räger Tn (101 ) in dem ersten Zustand derart aufspannt, dass die Elektroden En,m (102) jeweils an einer Innenfläche des
Teilraums anliegen, und der Mechanismus die Träger Tn (101 ) im zweiten Zustand derart schließt, dass der Katheter mit den Trägern Tn (101 ) aus dem Teilraum entfernbar ist.
2. Herzkatheter nach Anspruch 1 ,
wobei die T räger Tn (101 ) jeweils
• einen elastischen Längsträger LTn (105), dessen proximales Ende den Träger Tn
(101 ) mit einem distalen Endbereich des Herzkatheters verbindet und dessen distales Ende ein freies Ende ist,
• eine sich entlang des jeweiligen Längsträgers LTn (105) erstreckende Längsachse
LAn,
• eine Anzahl Kn von elastischen Querträgern QTn,k (106), und
• eine Anzahl Mn von Elektroden En,m (102), mit m = 1 , 2, ..., Mn und Mn > 5, wobei die Elektroden En,m (102) auf einer jeweiligen Außenseite der jeweiligen Querträger QTn,k (106) angeordnet sind, mit k = 1 , 2, ... Kn und Kn > 3, aufweisen, und
der Mechanismus die Träger Tn (101 ) in dem ersten Zustand derart aufspannt, dass die Querträger QTn,k (106) senkrecht zum jeweiligen Längsträger LTn (105) und/oder senkrecht zur Längsachse LAn verlaufen.
3. Herzkatheter nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem die Träger Tn (101 ) jeweils zumindest drei Marker eines
Positionserfassungssystems aufweisen.
4. Herzkatheter nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
bei dem die Träger Tn (101 ) jeweils eine flächige elastische Membran MEM aufweisen, die die Querträger QTn,k (106) und den Längsträger LTn (105) des jeweiligen Trägers Tn (101 ) verbindet.
5. Herzkatheter nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
bei dem die Querträger QTn,k (106) und/oder der Längsträger LTn (105) aus einer Formgedächtnislegierung bestehen.
6. Herzkatheter nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
bei dem die Querträger QTn,k (106) und/oder der Längsträger LTn (105)
Fluidkammern aufweisen, die einzeln mit Fluid befüllbar oder von Fluid entleerbar sind.
7. Herzkatheter nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
bei dem die Längsträger LTn (105) mit dem distalen Endbereich des Herzkatheters derart verbunden sind, dass sie drehbar sind.
8. Herzkatheter nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
bei dem die Träger Tn (101 ) eine Anzahl von Mn von ersten elektrischen Leitungen zur individuellen Kontaktierung der jeweiligen Elektroden En,m aufweisen, die aus einem elektrisch leitenden, elastischen polymer-basierten Material ausgeführt sind.
9. Herzkatheter nach Anspruch 4,
bei dem die flächige elastische Membran MEM folgende drei elastische Schichten aufweist:
- eine Oberschicht, auf welcher die Elektroden En,m (102) angeordnet sind,
- eine Unterschicht, und
- eine Mittelschicht, in welcher elektrische elastische erste Leitungen zur
Kontaktierung der Elektroden En,m (102) verlaufen,
wobei zur Beabstandung von Oberschicht und Unterschicht mit einem Abstand A in der Mittelschicht Abstandshalter angeordnet sind, und die Mittelschicht ein von einem Fluid durchströmbares Volumen aufweist.
10. Herzkatheter nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
bei dem der Mechanismus derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass die Träger Tn (101 ) und die Elektroden En,m (102) im ersten Zustand mit einer vorgegebenen Kraft gegen die Innenfläche des Teilraums gedrückt werden.
1 1. Herzkatheter nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
bei dem der Mechanismus einen befüllbaren und entleerbaren Blähkörper (108) aufweist, der im ersten Zustand mit einem Fluid befüllbar ist und dadurch die Träger Tn (101 ) von einer Innenseite des jeweiligen Trägers Tn (101 ) diesen nach außen drückt.
12. Herzkatheter nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,
bei dem der Mechanismus ein Rohr- oder Schlauchstück aufweist, das am Endteil des Katheters entlang des Katheters axial-längsverschieblich angeordnet ist, und das derart ausgeführt ist, dass es im zweiten Zustand axial distalwärts verschoben ist, sodass die T räger Tn (101 ) innerhalb des Rohr- oder Schlauchstücks zu liegen kommen und das im ersten Zustand axial proximalwärts verschoben ist, so dass sich die Träger Tn (101 ) sich frei entfalten können.
13. Herzkatheter nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
bei dem die Elektroden En,m (102) nur zwei unterschiedliche Größen G1 und G2 von Kontaktflächen aufweisen, wobei gilt: G2 > 2 * G1.
14. Herzkatheter nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
bei dem zumindest einer der T räger Tn (101 ) einen oder mehrere zusätzliche Sensoren zur Erfassung eines zusätzlichen physikalischen oder chemischen oder biologischen Parameters aufweist.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150045787A1 (en) * 2013-08-09 2015-02-12 Medtronic-Xomed, Inc. Electrosurgical device and method
EP2907462A1 (de) * 2014-02-12 2015-08-19 Biosense Webster (Israel), Ltd. Katheter mit Querzweigen
US20170042614A1 (en) * 2008-11-11 2017-02-16 Amr Salahieh Ablation catheters
WO2017070322A1 (en) * 2015-10-21 2017-04-27 Toth, Landy Controlled and precise treatment of cardiac tissues

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5702438A (en) * 1995-06-08 1997-12-30 Avitall; Boaz Expandable recording and ablation catheter system
US6361545B1 (en) * 1997-09-26 2002-03-26 Cardeon Corporation Perfusion filter catheter
EP2605710B1 (de) * 2010-08-18 2015-10-21 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. Minimalinvasives instrument
WO2013052852A1 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 Boston Scientific Scimed, Inc. Methods and systems for detection and thermal treatment of lower urinary tract conditions
US10470684B2 (en) * 2012-01-26 2019-11-12 Autonomix Medical, Inc. Controlled sympathectomy and micro-ablation systems and methods
JP6316821B2 (ja) * 2012-08-31 2018-04-25 アクタス メディカル インクＡｃｕｔｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ． 切除システム
EP3359085A4 (de) * 2015-10-12 2019-09-18 Toth, Landy Kontrollierte und präzise behandlung von herzgeweben
EP3426338A4 (de) * 2016-03-09 2019-10-30 Cardionomic, Inc. Systeme und verfahren zur herzkontraktilitätsneurostimulation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170042614A1 (en) * 2008-11-11 2017-02-16 Amr Salahieh Ablation catheters
US20150045787A1 (en) * 2013-08-09 2015-02-12 Medtronic-Xomed, Inc. Electrosurgical device and method
EP2907462A1 (de) * 2014-02-12 2015-08-19 Biosense Webster (Israel), Ltd. Katheter mit Querzweigen
WO2017070322A1 (en) * 2015-10-21 2017-04-27 Toth, Landy Controlled and precise treatment of cardiac tissues

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