HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen für die
medizinische Behandlung von Erkrankungen des Herzens. Genauer betrifft diese Erfindung
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Herzarrhythmien durch Ablatieren
in einer Umgebung von Lungenvenengewebe.
Beschreibung der verwandten Technik
Das Abtragen von Gewebe von den inneren Wänden hohler innerer
Organe des Körpers im allgemeinen und des Gefäßsystems im besonderen
ist als zweckmäßig bei der Behandlung verschiedener medizinischer Zustände
gefunden worden. Technologische Entwicklungen bei intravaskulären Kathetern,
manipulativen Instrumenten, die für intravaskuläre Katheter ausgelegt
sind, und Katheterlokalisierungstechniken haben, insbesondere dem Gebiet der Kardiologie
Nutzen gebracht. Die Ablation mit einem perkutanen Transkatheter ist erfolgreich
bei der Behandlung von Leitungsfehlern und Arrhythmien verschiedener Typen verwendet
worden. Heute sind Vorhof-Tachyarrhythmien eine übliche Anwendung für
die Ablativtherapie.
Verschiedene Anwendungsformen für die Ablation sind in der Vergangenheit
verwendet worden, so wie die Ablation durch direktes Erhitzen. Energie kann in das
Zielgebewebe geleitet werden, indem verschiedene Anwendungsformen verwendet werden,
so wie Ultraschall, Laser, Widerstandsheizen und Hochfrequenzenergie.
Ein Ansatz für die Ablation ist die sogenannte „Lalbyrinth"-Technik.
Im allgemeinen versucht die Labyrinthprozedur, anomale Leitungsmuster in dem linken
Vorhof zu blockieren, indem ein labyrinthartiges Muster linearer Läsionen in
die linke Vorhofwand eingebracht wird.
Es ist bekannt, daß Vorhofarrhythmien mit anomaler elektrischer
Aktivität von Gewebeorten in der Umgebung von Lungenvenen, insbesondere der
oberen Lungenvenen, verbunden sind.
Verschiedene Ablationsbehandlungen solcher Orte sind versucht worden.
Zum Beispiel ist die Erzeugung von linearer Vorhofläsionen durch Hochfrequenzabtragung
in Kombination mit Abtragung vermuteter arrhythmogener Orte durchgeführt worden,
indem Transkathetertechniken verwendet wurden.
In jüngerer Zeit sind Umfangsläsionen an oder nahe der Mündung
der Lungenvenen erzeugt worden, um Vorhofarrhythmien zu behandeln. Die US-Patente
Nrn. 6 012 457 und 6 024 740, beide an Lesh, offenbaren eine radial aufweitbare
Ablationsvorrichtung, welche eine Hochfrequenzelektrode umfaßt. Wenn man diese
Vorrichtung verwendet, wird vorgeschlagen, Hochfrequenzenergie an die Lungenvenen
zu liefern, um einen Umfangsleitungsblock einzurichten, wodurch die Lungenvenen
von dem linken Vorhof elektrisch isoliert werden.
Das US-Patent Nr. 5 468 239 an Tanner u.a. umfaßt eine am Umfang
wirkende Laseranordnung, die zum Beispiel dazu ausgelegt ist, daß sie in den
Harnröhrenkanal gebracht wird, so daß eine Resektion von gutartiger Hypertrophie
der Prostata durch die Harnröhre hindurch durchgeführt werden kann.
Hochfrequenzablation unter Verwendung mehrerer aufeinanderfolgender
Umfangspunkte, geführt durch elektroanatomisches Abbilden, wird in dem Dokument
Circumferential Radiofrequency Ablation of Pulmonary Vein Ostia: A New Anatomic
Approach for Curing Atrial Fibrillation (Hochfrequenzablation der Mündung der
Lungenvene am Umfang: Ein neuer anatomischer Ansatz zum Heilen von Vorhofflimmern),
Pappone C, Rosanio S, Oreto G, Tocchi M, Gugliotta F, Vicedomini G, Salvati A, Dicandia
C, Mazzone P, Santinelli V, Gulletta S„ Chierchia S, Circulation 102: 2619–2628
(2000) vorgeschlagen. Es wird herausgestellt, daß besondere Sorgfalt ausgeübt
werden muß, um sicherzustellen, daß die Ablationsstellen tatsächlich
unmittelbar aufeinanderfolgen; ansonsten könnte unregelmäßige elektrische
Aktivität in der Lungenvene weiter zur Vorhofarrhythmie beitragen.
Es ist auch vorgeschlagen worden, Umfangsläsionen durch Ablation
zu erzeugen, indem Ultraschallenergie über einen zylindrischen Ultraschall-Transducer
durch einen mit Salzlösung gefüllten Ballon zugeführt wird. Diese
Technik ist in dem Dokument First Human Experience With Pulmonary Vein Isolation
Using a Through-the-Balloon Circumferential Ultrasound Ablation System for Recurrent
Atrial Fibrillation (Erste menschliche Erfahrungen mit dem Isolieren der Lungenvene
unter Verwendung eines durch den Ballon wirkenden Umfangs-Ultraschallablationssystem
für wiederauftretendes Vorhofflimmern), Natale A, Pisano E, Shewchik J, Bash
D, Fanelli R, MD; Potenza D; Santarelli P; Schweikert R; White R; Saliba W; Kanagaratnam
L; Tchou P; Lesh M, Circulation 102: 1889–1882 (2000) beschrieben. Über
Ablationszeiten in der Größenordnung von zwei Minuten wird berichtet.
Ein bekannter Nachteil für das Verwenden von Ultraschall zum
Abtragen von Herzgewebe ist die Schwierigkeit beim Steuern des lokalen Heizens des
Gewebes. Es gibt Kompromisse zwischen den klinischen Wunsch, eine
ausreichend große Läsion zu erzeugen, um in effektiver Weise einen anomalen
Gewebeort abzutragen oder ein anomales Leitungsmuster zu blockieren, und den unerwünschten
Wirkungen übermäßigen lokalen Heizens. Wenn die Ultraschallvorrichtung
eine zu kleine Läsion erzeugt, dann könnte die medizinische Prozedur weniger
effektiv sein oder könnte zu viel Zeit erfordern. Andererseits, wenn Gewebe
übermäßig erhitzt werden, dann könnte es lokale Verkohlungseffekte
aufgrund des Überhitzens geben. Solche überhitzten Bereiche können
eine hohe Impedanz entwickeln und können eine funktionale Barriere für
den Durchlaß von Wärme bilden. Der Einsatz langsameren Heizens sorgt für
bessere Steuerung der Ablation, verlängert jedoch in unangemessener Weise die
Prozedur.
In Anbetracht dieser und anderer Faktoren ist es zweckmäßig,
beim Gestalten eines praktischen Energiesendesr die Amplitude des Energiesignals,
den Zeitbetrag, der für die Energieanwendung erforderlich ist, die Größe
des Senders und den Kontaktbereich ebenso wie das einfache Positionieren, Zurückziehen
und Neupositionieren der Vorrichtung in Betracht zu ziehen, um so in der Lage zu
sein, bequem mehrere Läsionen während derselben medizinischen Prozedur
zu erzeugen.
Frühere Ansätze zum Steuern des lokalen Erhitzens umfassen
den Einbau von Thermokopplungen in der Elektrode und Rückkopplungssteuerung,
Signalmodulation, lokales Kühlen der Katheterspitze und durch Fluide unterstützte
Techniken, zum Beispiel Perfusion des Zielgewebes während der Energieaufbringung
unter Verwendung gekühlter Fluide. Typisch für den letzten Ansatz ist
das US-Patent Nr. 5 807 395 an Mulier, u.a.
Veröffentlichungen, die verschiedene interessierende medizinische
Techniken beschreiben, umfassen:
Scheinman MM, Morady F., Nonpharmacological Apporaches to Atrial Fibrillation (Nichtpharmakologische
Ansätze für das Vorhofflimmern), Circulation 2001; 103: 2120–2125.
Wang PJ, Homoud MK, Link MS, Estes III Na. Alternate energy sources for catheter
ablation (Alternative Energiequellen für die Katheterablation) Curr Cardiol
Rep 1999 Juli; 1(2): 165-171.
Fried NM, Lardo AC, Berger RD, Calkins H, Halperin HR. Linear lesions in myocardium
created by Nd:YAG laser using diffusing optical fibers: in vitro and in vivo results
(Lineare Läsionen im Herzmuskel, erzeugt durch einen Nd:YAG-Laser unter Verwendung
diffundierender optischer Fasern: Ergebnisse in vitro und in vivo) Lasers Surg Med
2000; 27(4):295-304.
Keane D, Ruskin J, Linear atrial ablation with a diode laser and fiber optic catheter
(Lineare Vorhofablation mit einem Diodenlaser und Faseroptikkatheter) Circulation
1999; 100:e59-e60.
Ware D, u.a., Slow intramural heating with diffused laser light: A unique method
for deep myocardial coagulation (Langsames Erhitzen in einer Organwand mit diffundiertem
Laserlicht: Ein einmaliges Verfahren für die tiefe Koagulation im Herzmuskel)
Circulation; 30 März 1999; Seiten 1630-1636.
Weitere medizinische Technologien von Interesse sind in den US-Patenten
Nr. 5 891 134 an Goble u.a., 5 433 708 an Nichols u.a., 4 979 948 an Geddes u.a.,
6 004 269 an Crowley u.a., 5 366 490 an Edwards u.a., 5 971 983, 6 164 283 und 6
245 064 an Lesh, 6 190 382 an Ormsby u.a., 6 251 109 und 6 090 084 an Hassett u.a.,
5 938 600 an Swartz u.a., 6 064 902 an Haissaguerre u.a. und im US-Patent Nr. 6
117 101 an Diederich u.a., beschrieben.
In der WO 01/03599 ist eine Vorrichtung des Typs offenbart, der in
dem einleitenden Teil des beigefügten Anspruchs 1 definiert ist.
In der US 2002/065512 ist eine Vorrichtung ähnlich der der WO
01/03599 offenbart, die jedoch keinen Anker umfaßt oder keinen Reflektor, der
in einem Lichtweg außerhalb eines Ankers angeordnet ist, umfaßt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher ein Hauptziel einiger Aspekte der vorliegenden Erfindung,
eine verbesserte Vorrichtung zum elektrischen Isolieren der Lungenvene zur Verfügung
zu stellen, indem ein Umfangs-Leitungsblock, der die Mündung der Lungenvene
umgibt, in einer einzigen Ablationsanwendung von Laserlichtenergie zu bewerkstelligen.
Es ist ein weiteres Ziel einiger Aspekte der vorliegenden Erfindung,
die Zeit zu verringern, die erforderlich ist, die Isolation der Lungenvene unter
Verwendung eines Lasers durchzuführen.
Die Erfindung stellt eine Vorrichtung zum elektrischen Isolieren einer
Herzkammer zur Verfügung, welche eine Quelle für Laserlicht, einen intravaskulären
Katheter, der zum Einführen in eine Lungenvene nahe deren Mündung ausgelegt
ist, einen Anker, der an einem distalen Ende des Katheters für die Festlegung
der Katheterspitze an der Lungenvene angeordnet ist und eine optische Anordnung
zum Leiten von Laserlichtenergie von der Quelle für Laserlicht in einem Weg,
der sich zu einem Umfangs-Abtragebereich der Lungenvene erstreckt, aufweist. Die
optische Anordnung umfaßt eine optische Faser zum Leiten der Laserlichtenergie
von einer Lichtquelle, eine Linse, die an einer Austrittsfläche der optischen
Faser angeordnet ist, und einen Reflektor, der in dem Weg außerhalb des Ankers
zum Richten der Laserlichtenergie in eine Umfangslinie, die den
Abtragebereich schneidet, angeordnet ist. Die optische Anordnung ist in einer kontaktfreien
Lagebeziehung zu dem Anker, und der Weg vermeidet den Anker. Der Weg verläuft
durch keine Fläche zwischen der Linse und dem Abtragebereich.
Gemäß einem zusätzlichen Aspekt der Vorrichtung ist
die Linse eine Gradientenindexlinse.
Gemäß einem Aspekt der Vorrichtung ist der Reflektor ein
parabolischer Spiegel.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Vorrichtung ist der Reflektor
eine lichtreflektierende Außenfläche des Ankers.
Gemäß einem Aspekt der Vorrichtung umfaßt der Anker
einen Ballon, der sich erweitert, um an der Lungenvene anzuliegen.
Gemäß einem zusätzlichen Aspekt der Vorrichtung ist
der Ballon zweilappig.
Gemäß einem Aspekt der Vorrichtung ist ein proximaler Teil
des Ballons in einem aufgeweiteten Zustand stärker aufgeweitet als ein distaler
Teil des Ballons.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Vorrichtung ist die Vorrichtung
dazu ausgelegt, die Laserlichtenergie in den Abtragebereich in genau einer Anwendung
aufzubringen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Vorrichtung ist die Vorrichtung
dazu ausgelegt, die Laserlichtenergie in den Abtragebereich in einer Anzahl von
Pulsen aufzubringen.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Dauer
jedes des Pulse kleiner als 100 Millisekunden.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung hat die Laserlichtenergie
eine Wellenlänge von ungefähr 13 Mikrometern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Für ein besseres Verständnis dieser und anderer Ziele der
vorliegenden Erfindung wird Bezug auf die genaue Beschreibung der Erfindung genommen,
mittels Beispiel, die im Zusammenhang mit den folgenden Zeichnungen gelesen werden
soll, wobei:
1 einen therapeutischen Katheter veranschaulicht, der
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist
und arbeitet;
2 eine vergrößerte schematische Veranschaulichung
des distalen Ende des in 1 gezeigten Katheters ist,
wobei ein Aufweiteballon aufgeweitet ist und eine optische Faser und zugeordnete
Optik an ihrem Ort sind, gemäß jeweils bevorzugter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Schnittansicht einer Laserunteranordnung,
welche einen parabolischen Spiegel verwendet, entlang der Achse eines Katheters
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist;
4 eine schematische Schnittansicht einer Laserunteranordnung,
welche eine lichtreflektierende Beschichtung verwendet, entlang der Achse eines
Katheters gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung
ist;
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum elektrischen
Isolieren von Lungenvenen ist, das gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung arbeitet;
6 in schematischer Weise bestimmte Aspekte eines Verfahrens
des intrakardialen Katheterzugangs während einer ersten Phase des Verfahrens,
das in 5 gezeigt ist, veranschaulicht;
7 in schematischer Weise bestimmte Aspekte eines Verfahrens
des intrakardialen Katheterzugangs während einer zweiten Phase des Verfahrens,
das in 5 gezeigt ist, veranschaulicht; und
8 in schematischer Weise bestimmte Aspekte eines Verfahrens
des intrakardialen Katheterzugangs während einer dritten Phase des Verfahrens,
das in 5 gezeigt ist, veranschaulicht.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche bestimmte Einzelheiten
dargelegt, um für ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung
zu sorgen. Es wird jedoch dem Fachmann deutlich, daß die Erfindung ohne diese
bestimmten Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden kann. In anderen Fällen
sind bekannte Schaltungen, Steuerlogik und weiteres Gerät nicht in Einzelheiten
gezeigt worden, um nicht in unnötiger Weise die vorliegende Erfindung zu verdecken.
Nun den Zeichnungen zugewandt wird Bezug auf 1
genommen, welche eine medizinische Vorrichtung veranschaulicht, die gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist und arbeitet.
Ein intravaskulärer Katheter 10 hat ein proximales Ende
12 und ein distales Ende 14. Das distale Ende 14 ist
mit wenigstens einer Dichtung 16 und gegebenenfalls einer zweiten Dichtung
18 versehen. Die Dichtungen 16, 18 sind bevorzugt aufweitbare
Ballone, hergestellt aus Gummi, Polyurethan oder einem ähnlichen elastischen
Material. Der Katheter 10 hat ein oder mehrere Lumen, die Fluid zum Füllen
und Entleeren der Dichtungen 16, 18 leiten. Eines der Lumen endet
in einem Port 20 und ist zweckmäßig für das Injizieren von
Fluiden und das Abziehen von Blut, wie es während der Verwendung erforderlich
sein kann. Weitere Lumen sind für den Durchlaß von Führungsdrähten
und Instrumenten vorgesehen. Ein aufweitbarer verankernder Ballon 22, in
einem entleerten Zustand gezeigt, befindet sich distal zu den Dichtungen
16, 18. Der Katheter 10 hat auch ein koaxiales Führungsdraht-Lumen
24.
Bezug wird nun auf die 2 genommen, welche
eine schematische vergrößerte Ansicht des distalen Endes 14 des
eines Katheters ist, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung aufgebaut ist und arbeitet, ähnlich dem Katheter 10
(1), wobei gleichen Elementen die gleichen Bezugsziffern
gegeben sind. Nahe dem distalen Ende 14 des Katheters 10 ist eine
Laserunteranordnung 26 angeordnet, welche eine optische Faser
28 umfaßt, die in einer Position nahe dem Lumen 24 gezeigt
ist, welche Laserlicht durch eine Linse 30 zu einem Spiegel (3)
oder einer lichtreflektierenden Beschichtung (4) leitet,
der/die wiederum das Laserlicht in einem Umfang auf ein Ziel reflektiert. Die Laserunteranordnung
26 ist bevorzugt außerhalb und in einer kontaktfreien Lagebeziehung
zu dem verankernden Ballon 22 angeordnet. So braucht bei vielen Ausführungsformen
der verankernde Ballon 22 die Laserunteranordnung 26 nicht direkt
zu halten, und ist aus dem Weg des Laserlichts ausgeschlossen. Ein Vorteil dieser
Anordnung ist, daß standardmäßige Katheterballons bei dem Katheter
10 verwendet werden können.
Verschieblich durch das Lumen 24 eingeführt erstreckt
sich die optische Faser 28 zu und ist proximal verbunden mit einer geeigneten
externen Quelle 32 für Laserlicht. Bei einigen Anwendungen ist ein
Spiegel 34 starr in Position in Bezug auf den Katheterkörper oder
eine seiner strukturellen Komponenten festgelegt. Es wird verstanden werden, daß,
während der Spiegel 34 zu Zwecken der Veranschaulichung gezeigt ist,
auch andere optische Elemente, die in der Technik bekannt sind (z. B. Linsen), für
die Verwendung bei einigen Ausführungsformen der Erfindung konfiguriert werden
können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die aktiven Stellen,
die abgetragen werden sollen, identifiziert, indem das Ortungs- und Abbildesystem
verwendet wird, das in dem US-Patent Nr. 5840025 offenbart ist. Bestimmte Komponenten
des Ortungs- und Abbildesystems sind in das distale Ende 14 des Katheters
10 eingebaut, nämlich ein Sensor 36 und eine Sendeantenne
38 (1), welche eine Dipolantenne sein kann.
Der Sensor 36 erfaßt die lokale elektrische Aktivität des Herzens,
und die Antenne 38 sendet Signale an eine Vielzahl von empfangenden Antennen
(nicht gezeigt), die sich während des Einsatzes auf der Körperoberfläche
eines Patienten befinden. Das distale Ende 14 kann strahlungsundurchlässig
sein, um seine Ortung durch herkömmliche radiografische Techniken zu vereinfachen,
als Alternative oder zusätzlich zu dem System, das in dem oben genannten US-Patent
Nr. 5840025 offenbart ist.
Bei Ausführungsformen, bei denen das System, das in dem oben
genannten US-Patent Nr. 5840025 offenbart ist, nicht verwendet wird, führt
der Sensor 36 eine herkömmliche Überwachung der lokalen elektrischen
Aktivität durch, und die Antenne 38 kann weggelassen werden.
Der verankernde Ballon 22 wird aufgeweitet und hat bevorzugt
einen proximalen Lappen oder ein Segment 40 mit großem Radius und
einen distalen Lappen oder ein Segment 42 mit kleinem Radius. Typischerweise
mißt der verankernde Ballon 22 1 cm in der Länge und hat einen
Durchmesser von ungefähr 2.7 mm (8 French), wenn er nicht aufgeweitet ist,
der sich auf 3–4 cm vergrößert, wenn er aufgeweitet ist. Die zweilappige
Ausgestaltung des verankernden Ballons 22 hilft beim sichereren Positionieren
des verankernden Ballons 22 innerhalb der Mündung einer Lungenvene.
Als Alternative kann der verankernde Ballon 22 pyramidenartig, ellipsoidisch
oder auf andere Weise aufgebaut sein, bevorzugt derart, daß sein proximaler
Teil weiter radial aufgeweitet ist als sein distaler Teil. Der verankernde Ballon
22 ist aus herkömmlichen Materialien aufgebaut. Proximal ist eine
Verbindung zwischen der optischen Faser 28 und der Lichtquelle
32 veranschaulicht.
Bei einigen Ausgestaltungen, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung
ausmachen, ist der verankernde Ballon 22 mit einer lichtreflektierenden
Beschichtung (4) beschichtet und ist so angeordnet,
daß er Licht von der Laserunteranordnung 26 zu der inneren Herzwand
reflektiert und somit das Abtragen am Umfang um die Lungenvene vereinfacht. Bei
diesen Ausführungsformen wird der Spiegel 34 typischerweise weggelassen,
und eine lichtreflektierende Beschichtung richtet das Laserlicht auf den Umfang
und direkt in Richtung auf die Abtragezone.
Bezug wird nun auf 3 genommen, welche
eine schematische Schnittansicht der Laserunteranordnung 26 (2),
entlang der Achse der optischen Faser 28 gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung ist. Die Beschreibung der 3
sollte im Zusammenhang mit der 2 gelesen werden, wobei
gleichen Elementen gleiche Bezugsziffern gegeben sind. Die optische Faser
28 ist an ihrer Austrittsfläche an eine Gradientenindex(GRIN)-Stablinse
44 gekoppelt, welche als eine Übertragungslinse für
Licht dient, das durch die optische Faser 28 läuft. Wie es durch einen
beispielhaften Strahl 46 gezeigt ist, trifft Licht, das aus der Linse
44 austritt, auf einen Spiegel 48, der zwischen der Linse
42 und dem verankernden Ballon 22 angeordnet ist, und wird dann
reflektiert. Der Spiegel 48 ist ein 360 Grad-Parabolspiegel, der symmetrisch
um die Achse des Katheters 10 (1) ist, so
daß, wenn die Vorrichtung positioniert ist, das reflektierte Licht die Abtragezone
als ein Umfangsstrahl trifft.
Bezug wird nun auf 4 genommen, welche
eine schematische Schnittansicht einer Laserunteranordnung ist, entlang der Achse
der optischen Faser 28 gemäß einer alternativen Ausgestaltung,
die nicht Teil der Erfindung ist. Die Beschreibung der 4
sollte im Zusammenhang mit 2 und 3
gelesen werden, wobei gleichen Elementen gleiche Bezugsziffern gegeben sind. Die
Anordnung, die in 4 gezeigt ist, ist ähnlich der
der 3, mit der Ausnahme, daß der Spiegel weggelassen
ist. Statt dessen ist eine lichtreflektierende Beschichtung 50 auf der
Außenfläche des verankernden Ballons 22 angeordnet. Wie es mit
einem beispielhaften Strahl 52 gezeigt ist, trifft Licht, das aus der Linse
44 austritt, die lichtreflektierende Beschichtung 50 und wird
dann reflektiert. Wenn die Vorrichtung positioniert ist, trifft das reflektierte
Licht die Abtragezone als ein Umfangsstrahl.
Bezug wird nun auf 5 genommen, welche
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens, außerhalb des Umfangs der Erfindung, zum
elektrischen Isolieren von Lungenvenen ist, welches gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung arbeitet. Die Beschreibung der 5
sollte im Zusammenhang mit der 1, 3
und 4 gelesen werden.
Im Anfangsschritt 54 wird die routinemäßige Vorbereitung
eines Subjektes (nicht gezeigt) und der Ausrüstung bewerkstelligt. Dies umfaßt
die Befestigung verschiedener Überwachungs- und Erdungsleitungen, wie es für
das elektrophysiologische Überwachen der Prozedur und für den Betrieb
des oben genannten Ortungs- und Abbildesystems erforderlich sein kann.
Als nächstes, beim Schritt 56, beginnt eine Anzahl von
Ereignissen, was schließlich zum Positionieren des Katheters 10 und
der Laserunteranordnung 26 an der Mündung einer Lungenvene führt.
Der Schritt 56 ist typischerweise herkömmlich. Bei einem bevorzugten
Ansatz wird auf das venöse System zugegriffen, indem die wohlbekannte Seldinger-Technik
verwendet wird, bei der eine Einführhülse in einer peripheren Vene, typischerweise
einer Oberschenkelvene, positioniert wird. Eine Führungshülse wird durch
die Einführhülse eingeführt und wird über die untere Vena Cava
in den rechten Vorhof vorbewegt. Dann, indem eine Brockenbrough-Nadel verwendet
wird, wird die Fossa Ovalis der Wand zwischen den Vorhöfen durchstochen und
der Stich dilatiert, falls notwendig. Die Brockenbrough-Nadel wird zurückgezogen
und die Führungshülse in den linken Vorhof gebracht. Als Alternative wird
der Ablationskatheter angeregt, wenn er die Wand zwischen den Vorhöfen berührt,
üblicherweise an der Fossa Ovalis, um einen Teil der Fossa Ovalis abzutragen.
Das Abtragen des Wandgewebes vereinfacht den Durchlaß des Katheters durch die
Wand, verringert die Menge an eingesetzter Hardware und verkürzt die Prozedur,
da es nicht notwendig ist, einen Dilatator durch die Fossa Ovalis zu (ihren. Das
Abtragen von Wandgewebe erfordert typischerweise eine Leistungsabgabe von weniger
als 70 Watt. Es ist auch möglich, auf den linken Vorhof über die obere
Vena Cava zuzugreifen oder eine rückwärts gerichtete intraarterielle Technik
zu verwenden.
Als nächstes wird im Schritt 58 ein Führungsdraht
durch die Führungshülse vorbewegt, durch die linke Vorhofkammer in eine
Lungenvene.
Die Reihenfolge, in der die bestimmten Lungenvenen besucht und behandelt
werden, ist beliebig, es ist jedoch bevorzugt, sich zunächst auf die beiden
oberen Lungenvenen zu konzentrieren, bei denen die Muskelhüllen mehr hervortreten
als bei den unteren Lungenvenen. Danach können die unteren Lungenvenen isoliert
werden. Typischerweise umfaßt eine Ablationsprozedur die Isolation aller vier
Lungenvenen.
Bezug wird nun auf 6 genommen, die in
schematischer Weise bestimmte Aspekte des Verfahrens zum elektrischen Isolieren
einer Lungenvene veranschaulicht. Die Beschreibung der 6
sollte im Zusammenhang mit 5 gelesen werden.
6 stellt den Zustand am Ende des Schritts
58 (5) dar. Eine weggeschnittene Ansicht einer
linken Vorhofkammer 60 umfaßt eine rechte obere Lungenvene
62 und eine linke obere Lungenvene 64, deren Mündung angegeben
ist. Die Ansicht der 6 umfaßt auch eine rechte
untere Lungenvene 68 und eine linke untere Lungenvene 70. Eine
herkömmliche Führungshülse 72 hat ein distales Ende
74, das auf der linken Vorhofseite auf einer Wand 76 zwischen
den Vorhöfen positioniert worden ist. Ein herkömmlicher Führungsdraht
78 erstreckt sich durch das Lumen der Führungshülse
72 in das Lumen der linken oberen Lungenvene 64. Es wird verstanden
werden, daß, obwohl der Führungsdraht 78 in Bezug zu der linken
oberen Lungenvene 64 gezeigt ist, die Technik gleichermaßen auf die
anderen Lungenvenen anwendbar ist.
Wieder mit Bezug auf 5 wird im Schritt
80 die Führungshülse zurückgezogen, und ein Ablationskatheter
wird verschieblich über den Führungsdraht gezogen, wobei
das Führungsdrahtlumen des Katheters verwendet wird. Der Katheter wird in den
linken Vorhof vorbewegt. Während der Katheter in dem Herzen manövriert
wird, wird seine Position bevorzugt durch das Ortungs- und Abbildesystem überwacht,
das in dem oben genannten US-Patent Nr. 5840025 offenbart ist, oder als Alternative
durch herkömmliche Abbildegeräte. Der verankernde Ballon des Katheters
ist während der Positioniermanöver entleert. Die Spitze des Katheters
wird vorbewegt, bis sie sich an der Mündung einer Lungenvene befindet, so daß
ein erstes Segment des verankernden Ballons des Katheters, welches im wesentlichen
das proximale Drittel des Ballons ist, in dem linken Vorhof angeordnet ist, und
ein zweites Segment des verankernden Ballons, aus seinem verbleibenden distalen
Teil aufgebaut, liegt innerhalb des Lumens der Lungenvene.
Bezug wird nun auf 7 genommen, die in
schematischer Weise bestimmte Aspekte des Verfahrens zum elektrischen Isolieren
einer Lungenvene veranschaulicht. Die Beschreibung der 7
sollte im Zusammenhang mit den 5 und 6
gelesen werden. 7 stellt den Zustand am Ende des Schritts
80 (5) dar. Strukturen in 7,
die den entsprechenden Strukturen in 6 identisch sind,
sind gleiche Bezugsziffern gegeben worden. Der Schaft des Katheters 10
erstreckt sich durch die Wand 76 zwischen den Vorhöfen. Ein Teil des
verankernden Ballons 22 ist über die Mündung 66 der
linken oberen Lungenvene 64 angeordnet. Der Führungsdraht
78 ist noch an seinem Ort. Die optische Faser 28 ist noch nicht
eingeführt worden. Während des Positionierens ist der verankernde Ballon
22 entleert.
Mit Bezug wieder auf 5 wird im Schritt
82 der verankernde Ballon 22 aufgeweitet, um den Katheter
10 an seinem Ort festzulegen. Der Führungsdraht 78 wird zurückgezogen,
und die optische Faser 28 wird in den Katheter 10 durch das Lumen
24 eingeführt oder ist vorab an dem distalen Ende des Katheters
10 befestigt. Der Spiegel 34 wird proximal zu dem verankernden
Ballon angeordnet, daß er in einer Position ist, die Laserausgabe der optischen
Faser 28 derart zu reflektieren, daß das Licht im wesentlichen gleichzeitig
um einen vollständigen Ring in oder angrenzend an den inneren Belag der Lungenvene
auftrifft. Perfusion des Gebietes durch einen der Katheterports kann während
des Schritts 82 eingesetzt werden, um Blutstau in dem Bereich zu minimieren.
Im Schritt 84, wenn einmal die Position des Spiegels
34 bestätigt ist, wird die Quelle 32 für Laserlicht
angeregt, und Lichtenergie wird von der optischen Faser 28 zu dem Zielgewebe
geführt.
Bezug wird nun auf 8 genommen, welche
in schematischer Weise bestimmte Aspekte des Verfahren zum elektrischen Isolieren
einer Lungenvene veranschaulicht. Die Beschreibung der 8
sollte im Zusammenhang mit den 5 und 7
gelesen werden, wobei gleiche Bezugsziffern durchgängig dasselbe Element bezeichnen.
8 stellt den Zustand im Schritt 84 (5)
dar. Der verankernde Ballon 22 wird aufgeweitet, und die optische Faser
28 ist derart eingeführt worden, daß sich ihr distales Ende an
dem distalen Ende 14 des Katheters 10 befindet. Der Spiegel
34 ist in Bereitschaft für den Empfang von Laserlicht aus der optischen
Faser 28 angeordnet.
Wieder mit Bezug auf 5 geschieht die
Übertragung von Laserlichtenergie von der optischen Faser 28 auf die
Lungenvene im Schritt 84 bevorzugt in einer einzigen, relativ kurzen Anwendung.
Die Ausgabe der Quelle 32 für Laserlicht (2)
ist bevorzugt Infrarotlicht mit ungefähr 13 Mikrometern. Diese Wellenlänge
hat einen geringen Absorptionskoeffizienten in Wasser und ist daher für die
Übertragung von Energie in die Abtragezone geeignet. Es wird empfohlen, kurze
Energiepulse mit jeweils wenigen Millisekunden zuzuführen. Pulse mit weniger
als 100 Millisekunden sind am meisten bevorzugt. Der Energieeintrag kann als Antwort
auf kontinuierliches elektrophysiologisches Überwachen gesteuert werden, wobei
ein Schlußpunkt erreicht ist, wenn der Leitungsblock über die Abtragelinie
bestätigt ist. Als Alternative kann er für eine vorbestimmte Zeitdauer
fortdauern, um den Leitungsblock im wesentlichen ohne Rückkopplung hervorzurufen.
In diesem letzteren Fall werden elektrophysiologische Daten, die aufgezeichnet worden
sind, während der Katheter noch in seiner Position ist, bevorzugt analysiert,
um so zu bestimmen, ob eine zweite Dauer des Energieeintrags gewünscht wird.
Nach dem Beenden des Abtragens wird im Schritt 86 der verankernde
Ballon entleert und der Spiegel 34 zurückgezogen. Die Spitze des Katheters
wird in die linke Vorhofkammer zurückgezogen. Die optische Faser
28 wird auch aus dem Katheter 10, wenn zweckmäßig, zurückgezogen.
Als nächstes, im Entscheidungsschritt 88, wird eine
Prüfung durchgeführt, um zu bestimmen, ob weitere Lungenvenen verbleiben,
die elektrisch isoliert werden sollen. Wenn die Bestimmung bejahend ist, dann geht
die Steuerung zum Schritt 90 weiter, wo die nächste Lungenvene ausgewählt
wird. Die Steuerung kehrt dann zum Schritt 58 zurück.
Wenn die Feststellung im Entscheidungsschritt 88 negativ
ist, dann geht die Steuerung zum letzten Schritt 92 weiter. Der verankernde
Ballon wird entleert und die gesamte Vorrichtung aus dem Patienten zurückgezogen.
Die Prozedur endet daraufhin.
Es wird von Fachleuten verstanden werden, daß
die vorliegende Erfindung nicht auf das beschränkt ist, was hierin oben besonders
gezeigt und beschrieben worden ist. Statt dessen umfaßt der Umfang der vorliegenden
Erfindung sowohl Kombinationen als auch Unterkombinationen der verschiedenen Vorrichtungsmerkmale,
die hierin oben beschrieben sind, ebenso wie deren Abänderungen und Modifikationen,
die nicht im Stand der Technik liegen, die Fachleuten beim Lesen der voranstehenden
Beschreibung deutlich würden.
Die vorliegende Anmeldung offenbart ein Verfahren zum elektrischen
Isolieren einer Herzkammer, mit den Schritten:
Einführen einer optischen Anordnung an einer Lungenvene nahe einer Mündung
der Lungenvene;
Verankern der optischen Anordnung in der Lungenvene unter Verwendung eines Ankers;
und
danach Leiten von Laserlichtenergie in einem Weg, der sich von der optischen Anwendung
zu einem Umfangs-Abtragebereich des Lungenvene erstreckt.
Bevorzugt vermeidet bei dem Verfahren der Weg den Anker.
Bevorzugt wird der Schritt des Leitens von Laserlichtenergie durchgeführt,
indem Laserlichtenergie in eine Umfangslinie gerichtet wird, die den Abtragebereich
schneidet.
Bevorzugt weist der Anker einen Ballon auf, und das Verankern wird
durch Aufweiten des Ballons durchgeführt, so daß er an der Lungenvene
anliegt.
Bevorzugt wird der Schritt des Einführens durch eine Fossa Ovalis
eines Herzens durchgeführt, und das Verfahren weist weiter den Schritt des
Richtens vorläufiger Laserlichtenergie auf die Fossa Ovalis, um deren Gewebe
abzutragen, auf, um den Durchlaß der optischen Anordnung durch diese zu erleichtern.
Bevorzugt wird der Schritt des Leitens der Laserlichtenergie in genau
einer Anwendung durchgeführt.
Bevorzugt wird der Schritt des Leitens der Laserlichtenergie in einer
Anzahl von Pulsen durchgeführt.
Bevorzugt ist eine Dauer jedes der Pulse weniger als 100 Millisekunden.
Bevorzugt wird der Schritt des Einführens durchgeführt,
indem die optische Anordnung auf einem intravaskulären Katheter angeordnet
wird und ein distaler Teil des intravasklären Katheters durch ein Blutgefäß
in ein Herz geführt wird.
Bevorzugt wird der Schritt des Leitens der Laserlichtenergie weiter
das Reflektieren der Laserlichtenergie auf. Bevorzugt wird das Reflektieren des
Laserlichtenergie das Anordnen eines Spiegels in einem Weg der Laserlichtenergie
außerhalb des Ankers auf. Als Alternative weist das Reflektieren der Laserlichtenergie
das Anordnung einer lichtreflektierenden Beschichtung auf einer Außenfläche
des Ankers und das Reflektieren der Laserlichtenergie von der lichtreflektierenden
Beschichtung auf.
Bevorzugt hat die Laserlichtenergie eine Wellenlänge von ungefähr
13 Mikrometern.