DD249631A1

DD249631A1 - ELECTRODE CATHETER FOR HIS-BUENDEL ABLATION

Info

Publication number: DD249631A1
Application number: DD29094386A
Authority: DD
Inventors: Karl-Friedrich Guenther; Ruediger Pundrich; Dieter Mann
Original assignee: Mediz Akademie Magdeburg Direk
Priority date: 1986-06-04
Filing date: 1986-06-04
Publication date: 1987-09-16
Also published as: DD249631B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrodenkatheteranordnung, die sowohl zur Auffindung und optimalen Lokalisation der His-Potentiale als auch zur Uebertragung der zur Ablation des His-Buendels notwendigen Energiemenge genutzt werden kann. Das wird dadurch erreicht, dass ueber eine geeignete Elektrodenanordnung insbesondere die His-Ableit- und Ablationselektroden mit den entsprechend den Ablationserfordernissen dimensionierten Elektrodenzuleitungen eine R-zackengesteuerte Kondensatorentladung erfolgen kann.The invention relates to an electrode catheter assembly which can be used both for finding and optimal localization of the His potentials as well as for the transmission of the amount of energy necessary for the ablation of the His bundle. This is achieved by using an appropriate electrode arrangement, in particular the His-dissipation and ablation electrodes with the electrode leads, which are dimensioned according to the ablation requirements, an R-jaw-controlled capacitor discharge.

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenkatheteranordnung, die in-Verbindung mit einer geeigneten Gerätekombination zur Therapierung medikamentös therapieresistenter, vom Vorhof und AV-Knoten ausgehender Herzrhythmusstörungen, genutzt werden soll, indem durch Koagulation das His-Bündel gezielt geschädigt wird.The invention relates to an electrode catheter assembly which is to be used in conjunction with a suitable device combination for the treatment of drug-resistant, emanating from the atrium and AV node cardiac arrhythmias, by the His bundle is specifically damaged by coagulation.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß bei einer bestimmten Anzahl von Patienten mit lebensbedrohlichen, therapieresistenten supraventrikulären Tachykardien die Unterbrechung der atrio-ventrikulären Reizleitung die einzige Alternative ist. Eine solche Unterbrechung kann auf der Basis eines kario-chirurgischen Eingriffes erfolgen, bei dem nach Thorakotomie und Kardiotomie die atrio-ventrikuläre Reizleitung durchtrennt wird. Solche Operationen sind sehr aufwendig und mit relativ hohem Risiko für den Patienten verbunden. Seit 1982 ist ein nichtchirurgisches Verfahren der Unterbrechung der A-V-Leitung bekannt, das erstmals von Gallgher und Mitarbeitern sowie Scheinmann und Mitarbeiter beschrieben wurde und auf einer Koagulation des Hisschen Bündels durch Elektroschockanwendung über einen Elektrodenkatheter beruht. Hierzu wird ein mehrpoliger Diagnostik-Elektrodenkatheter über die Vena femoralis eingeführt und unter Röntgensicht und üblicher His-Elektrografie so im rechten Ventrikel plaziert, daß der endständige Elektrodenring (negative Elektrode) am His-Bündel anliegt. Die positive großflächige Elektrode wird unter dem Rücken des Patienten , bzw. nach Volkmann und Mitarbeitern in Form einer großflächigen Elektrodensonde im Osophagus in Vorhofhöhe plaziert. In Allgemeinnarkose werden negative und.positive Elektroden mit einem üblichen DC-Defibrillator verbunden, und durch eine R-Zacken synchrone Kondensatorentladung mit einer Energie von 100 bis 400J wird die Unterbrechung der A-V-Leitung im Bereich des Hisschen Bündels erreicht. Ein entscheidender Nachteil dieser Elektrodenanordnung ist darin zu sehen, daß die zwischen den Elektroden liegenden Körperareale von Entladungsstrom durchflutet werden und infolge der Leitungsinhomogenitäten des menschlichen Körpers es zu kaum abschätzbaren Strominhomogenitäten kommen kann. Dadurch kann es, wie in Tierversuchen (Gallgher und Mitarbeiter) beschrieben, zu Verletzungen und Rupturen des Kammerseptums, der Triluspidalklappe sowie der lateralen Ventrikelwand kommen. Nachteilig ist auch die mit der Entladung verbundene starke Muskelkontraktion aller im Entladungsbereich befindlichen Muskel gruppen. Weiterhin ist ein Koagulationsverfahren auf der Basis der Laser-Photo-Ablation bekannt, bei dem über ein Quarzfiberendoskop die Laserenergie im Bereich von 40-80 J impulsförmig auf die Endokard übertragen wird.It is known that in a certain number of patients with life-threatening, refractory supraventricular tachycardias the only alternative is the interruption of the atrio-ventricular conduction. Such an interruption may be on the basis of a cario-surgical procedure in which the atrio-ventricular conduction is severed after thoracotomy and cardiotomy. Such operations are very expensive and involve a relatively high risk for the patient. Since 1982, a non-surgical method of interrupting A-V conduction has been known, first described by Gallgher and coworkers as well as Scheinmann and co-workers, based on coagulation of His bundle by electroshock application via an electrode catheter. For this purpose, a multipolar diagnostic catheter catheter is inserted through the femoral vein and placed under X-ray and conventional His-electrography in the right ventricle so that the terminal electrode ring (negative electrode) is applied to the His bundle. The positive large-area electrode is placed under the back of the patient, or according to Volkmann and co-workers in the form of a large-area electrode probe in the esophagus at the level of the atrium. In general anesthesia, negative and positive electrodes are connected to a standard DC defibrillator, and an R-wave capacitor discharge with an energy of 100 to 400J achieves the interruption of the A-V conduction in the region of the His bundle. A decisive disadvantage of this electrode arrangement is the fact that the body areas lying between the electrodes are flooded with discharge current and, as a result of the line inhomogeneities of the human body, current inhomogeneities which can hardly be estimated can occur. As a result, as described in animal experiments (Gallgher and coworkers), injuries and ruptures of the ventricular septum, the triluspid valve and the lateral ventricular wall can occur. Another disadvantage is the strong muscle contraction associated with the discharge of all located in the discharge muscle groups. Furthermore, a coagulation method based on the laser photo ablation is known, in which the laser energy in the range of 40-80 J is impulsively transmitted to the endocardium via a quartz fiber endoscope.

Wegen der außerordentlich schwierigen Plazierung des Fieberendoskops am Hisschen Bündel liegen hierzu nur tierexperimentelle Untersuchungen vom linken Ventrikel vor.Due to the extraordinarily difficult placement of the fever endoscope on the bundle of Heian, only animal experiments on the left ventricle are available.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der genannten Verfahren weitgehend zu vermeiden und eine Elektrodenkatheteranordnung zu schaffen, mit der eine Stromdurchflutung während der Elektroschockanwendung weitgehend auf das im Bereich des Hisschen Bündels befindliche Endokardareal beschränkt ist. Neben der möglichen Verringerung der Ablationsenergie wird außerdem ein geringeres Gefährdungsrisiko für den Patienten erreicht.The aim of the invention is to largely avoid the disadvantages of the said methods and to provide an electrode catheter arrangement with which current flow during the electric shock application is largely limited to the endocardial area located in the area of the bundle of Hisons. In addition to the possible reduction of the ablation energy, a lower risk of danger for the patient is also achieved.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Elektrodenkatheter zu schaffen mit dem es möglich wird, sowohl das His-Bündel durch His-Elektrografie optimal zu lokalisieren als auch über die gleiche Elektrodenanordnung das Reizleitungssystem des Herzen durch DC-Entladung zu schädigen oder zu unterbrechen.The object of the invention is to provide an electrode catheter with which it is possible to optimally localize both the His bundle by His electrography as well as the same electrode arrangement to damage or interrupt the conduction system of the heart by DC discharge.

Durch die lokal begrenzte Stromwirkung während Entladung der werden die äußeren Areale des Herzen, sowie die außerhalb des Herzen liegenden Organe nicht mit geschädigt. Die Effektivität dieser Verfahrensweise wird erheblich verbessert, wenn durch entsprechende Fixationsmethoden (Saugkatheter, Andruck mittels Stahl-Mandrin) ein besonders inniger wandständiger Kontakt zwischen Elektrodenkatheter und His-Bündel erreicht wird. Dadurch ist eine Reduzierung der Ablationsenergie gegenüber dem von Gallgherund Mitarbeitern beschriebenem Verfahren möglich. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Mehrfachelektrodenkatheter, bestehend aus einem Röntgenkontrast gebenden Polyethylenschlauch, den einzelnen Elektroden mit den zugehörigen Elektrodenzuleitungen, so beschaffen ist, daß unter Nutzung eines geeigneten Verankerungsmechanismus über die His-Elektroden sowohl ein stabiles His-Potential abgeleitet als auch die DC-Entladung vorgenommen wird.Due to the localized current effect during discharge of the outer areas of the heart, as well as the outside of the heart organs are not damaged. The effectiveness of this procedure is considerably improved if a particularly intimate contact between electrode catheter and His bundle is achieved by appropriate fixation methods (suction catheter, pressure by means of steel stylet). This makes it possible to reduce the ablation energy compared with the method described by Gallgher and co-workers. According to the invention, the object is achieved in that a multiple electrode catheter consisting of a polythene tube giving X-ray contrast, the individual electrodes with the associated electrode leads, is such that both a stable His-potential are derived using a suitable anchoring mechanism via the His electrodes the DC discharge is made.

Um eine möglichst exakte Plazierung des Elektrodenkatheters am His-Bündel zu ermöglichen, dient die vordere Elektrode zur Ableitung des intrakardialen, rechten Ventrikelpotentials, die hintere Elektrode zur Ableitung des rechten Vorhofpotentials während die dazwischen liegenden Elektroden zur Ableitung des His-Potentials wie auch zur Koagulation genutzt werden.In order to allow the most accurate placement of the electrode catheter on the His bundle, the front electrode serves to divert the intracardiac, right ventricular potential, the rear electrode to divert the right atrial potential while the intervening electrodes used for the derivation of the His potential as well as for coagulation become.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispiejen näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below in two Ausführungsbeispiejen. The accompanying drawings show:

Fig. 1: Vierfach-Elektrodenkatheter mit tropfenförmig flächiger His-ElektrodenausführungFig. 1: quadruple electrode catheter with drop-shaped flat His-electrode design

Fig.2: Vierfach-Elektrodenkatheter mit rundflächiger His-Elektrodenanordnung2: quadruple electrode catheter with a round His-electrode arrangement

Fig.3: Vierfach-Elektrodenkatheter mitjialbringförmiger His-ElektrodenformFIG. 3: Quadruple electrode catheter with a radial annular His electrode shape. FIG

Fig.4: Seitliche Schnittdarstellung des Vierfachelektrodenkatheters gemäß Fig. 14 shows a side sectional illustration of the quadruple electrode catheter according to FIG. 1

Fig. 5: Fünffach-Elektrodenkatheter mit tropfen- bzw. lanzettförmigen His-ElektrodenFIG. 5: Five-fold electrode catheter with drop-shaped or lancet-shaped His electrodes. FIG

Fig.6: Fünffach Elektrodenkatheter mit rundflächiger His-ElektrodenformFig.6: Five-fold electrode catheter with round His-electrode shape

Fig.7: Fünffach-Elektrodenkatheter mit halbringförmiger His-ElektrodenanordnungFIG. 7: Fivefold electrode catheter with a semi-annular His electrode arrangement. FIG

Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 zeigen drei ähnlich aufgebaute Vierfach el ektrodenkatheter zur H is- Ablation, die sich nur in der Ausführung der His-Elektroden unterscheiden. Katheter nach Fig. 1/2/3/4 bestehend aus radiopagem Kathetermaterial, jeweils versehen mit einer Ventrikelelektrode (1) mit 2 His-Ableit- und Ablationselektroden (Fig. 1/2, Fig. 2/3, Fig. 2/3) und einer Vorhofelektrode (5) sind dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils zwischen den His-Elektroden eine Ansaugöffnung (7) befindet, die mit einer entsprechenden Langleitung verbunden, zur Fixierung des Katheters im Bereich des His-Büngels durch Ansaugen genutzt werden kann. Die am hinteren Ende des Katheters herausgeführten Elektrodenzuleitungen (9,10) dienen dem Anschluß des Katheters an eine Gerätekombination zur His-Ablation, bestehend aus EKG-Gerät, Umschalteinheit und DC-Defibrillator. Während ein in die Saugleitung einfürbarer Stahldran (11) der zusätzlichen Versteifung des Elektrodenkatheters während des Einführungsvorganges über die Vena femoralis dient, wird die Ableitung des Ventrikelpotentials überdie Elektrode (1) des Vorhofpotentials über die Elektrode (5) zur schnellen Lokalisierung des Elektrodenkatheters genutzt. Nach Ableitung maximaler His-Potentiale überdie Elektroden (Fig. 1/2, 2/3, Fig.3/4) und entsprechender Fixierung durch Ansaugen des Elektrodenkatheters im Bereich des His-Bündels, kann die Unterbrechung des His-Büngels mit Energien bis 300 Joule durch Kondensatorentladung überdie His-Elektroden (Fig. 1, 2 — tropfenförmige, Fig. 2, 3 — rundflächige, Fig. 3, 4— halbringförmige Elektrodenform vorgenommen werden. Die Elektrodenzuleitungen der His-Elektroden (Fig. 1/2; Fig. 2/3; Fig.3/4) unterscheiden sich hinsichtlich Drahtstärke, Isolation und Kontaktierung wesentlich von denen der Ventrikel- und Vorhofelektrode, insofern sie für impulsartige Spitzenströme bis 3OA ausgelegt sein müssen. Die Elektrodenzuleitungen für die Elektroden (2, 3, 4) sind durch verstärkteFig. 1, Fig. 2, Fig. 3 show three similarly constructed quadruple el ektrodenkatheter for H is ablation, which differ only in the execution of the His electrodes. Catheter according to Fig. 1/2/3/4 consisting of radiopagic catheter material, each provided with a ventricular electrode (1) with 2 His-Ableit and electrodes (Fig. 1/2, Fig. 2/3, Fig. 2/3 ) and an atrial electrode (5) are characterized in that there is in each case between the His electrodes, a suction port (7), which is connected to a corresponding long line, can be used for fixing the catheter in the region of the His-Büngels by suction. The electrode leads (9, 10) led out at the rear end of the catheter serve to connect the catheter to a device combination for his-ablation, comprising an ECG device, a switching unit and a DC defibrillator. While a steel tubing (11) insertable into the suction tubing serves to provide additional stiffening of the electrode catheter during the femoral vein insertion procedure, the derivative of the ventricular potential across the atrial potential electrode (1) via the electrode (5) is used to rapidly locate the electrode catheter. After dissipation of maximum His potentials via the electrodes (FIGS. 1/2, 2/3, Fig. 3/4) and corresponding fixation by aspiration of the electrode catheter in the region of the His bundle, the interruption of the His-bundle with energies up to 300 Joule can be made by capacitor discharge via the His electrodes (Fig. 1, 2 - drop-shaped, Fig. 2, 3 - round surface, Fig. 3, 4 semi-annular electrode shape.) The electrode leads of the His electrodes (Fig. 2/3, Fig.3 / 4) differ substantially in terms of wire thickness, insulation and contacting from those of the ventricular and atrial electrodes, insofar as they must be designed for pulse-like peak currents up to 30 A. The electrode leads for the electrodes (2, 3, 4) are reinforced by

Isolation gekennzeichnet und sind durch Löten oder Hartlöten niederohmig mit den Elektrodenflächen verbunden. "Insulation characterized and are connected by soldering or brazing low impedance to the electrode surfaces. "

Die Anordnung der Elektroden ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ventrikelelektrode (1) und Vorhofelektrode (5) jeweils einen Mindestabstand von 10mm von den His-Elektroden (Fig. 1/2, Fig.2/3, Fig.3/4) haben.The arrangement of the electrodes is characterized in that the ventricular electrode (1) and the atrial electrode (5) each have a minimum distance of 10 mm from the His electrodes (Fig. 1/2, Fig.2 / 3, Fig.3 / 4).

Die His-Elektroden (Fig. 1/2, Fig.2/3, Fig.3/4) sind ebenfalls 10mm voneinander entfernt angeordnet, haben eine Fläche von 3-6mm und sind vorzugsweise aus hochschmelzenden Metallen bzw. Metallegierungen (vorzugsweise ELGILOY, Pt-Ir-Legierungen) hergestellt. Fig.4 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung des Elektrodenkatheters nach Fig. 1. Neben der geraden Ausführungsform des Elektrodenkatheters kann auch die gebogene Ausführung günstig sein. Zur Erzielung großflächiger Nekrosen können Elektrodenkatheter nach Fig 5, Fig. 6 und Fig.7 verwendet werden, die sich in ihrem Aufbau gegenüber denen nach Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 dadurch unterscheiden, daß zur Ableitung der His-Potentiale und zur Koagulation jeweils 3 spezielle Elektroden (Fig. 5/14, Fig. 6/15, Fig. 7/16) benutzt werden, die für die His-Elektrografie beliebig kombiniert werden können, während für den Fall der His-Bündelablation die Elektroden vorzugsweise so miteinander verschaltet werden, daß die R-zackengesteuerte DC-Entladung über die Mittlere Elektrode (negativer Pol) und die beiden parallel geschalteten äußeren His-Elektroden erfolgt. Während die His-Elektroden in einem Abstand von 8mm zueinander angeordnet sind, haben Ventrikelelektrode (1) und Vorhofelektrode (5) jeweils einen Abstand von mindestens 10mm von den äußeren His-Elektroden. Günstige Ausführungsformen der His-Elektroden sind die tropfen- bzw. lanzettförmige (Fig. 5/14), die rundflächige (Fig.6/15) und die halbringförmige (Fig.7/16) Elektrodenform.The His electrodes (Fig. 1/2, Fig.2 / 3, Fig.3 / 4) are also 10mm apart, have an area of 3-6mm and are preferably made of refractory metals or metal alloys (preferably ELGILOY, Pt-Ir alloys). 4 shows a side sectional view of the electrode catheter according to FIG. 1. In addition to the straight embodiment of the electrode catheter, the curved design can also be favorable. To achieve large necroses, electrode catheters according to FIG. 5, FIG. 6 and FIG. 7 can be used which differ in their construction from those of FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 in that for the derivation of the His potentials and For coagulation, 3 special electrodes (Fig. 5/14, Fig. 6/15, Fig. 7/16) are used which can be arbitrarily combined for His electrography, while in the case of His bundle ablation the electrodes are preferably are interconnected so that the R-wave-controlled DC discharge via the middle electrode (negative pole) and the two parallel outer His electrodes occurs. While the His electrodes are arranged at a distance of 8 mm from each other, the ventricular electrode (1) and the atrial electrode (5) each have a distance of at least 10 mm from the outer His electrodes. Favorable embodiments of the His electrodes are the drop-shaped or lancet-shaped (FIG. 5/14), the round-shaped (FIG. 6/15) and the semi-annular (FIG. 7/16) electrode form.

Claims

1. An electrode catheter for finding and optimal localization of the His potentials as well as for transmitting the amount of energy required for ablation of the His bundle, consisting of radiopagem catheter material with a special electrode assembly, characterized in that the positional orientation of the electrode catheter, the front for deriving the ventricle potentials and the back electrode is used to detect the atrial potential, while two specially designed electrodes located between the ventricular and the atrial electrodes are used on the one hand for His electrography and for the transmission of the amount of energy necessary to ablate the His bundle.

2. An electrode catheter according to claim 1, characterized in that between the ventricular and Vorhofableitelektrode three specially designed His-Ableitungs- and ablation are arranged, which are preferably combined at the moment of His-ablation with each other so that to achieve a large necrosis area as possible both outer His electrodes are connected to one another and the capacitor discharge thus takes place via the middle, preferably negative electrode and the two parallel outer His electrodes (positive pole).

3. An electrode catheter according to claim 1 and 2, characterized in that between the specially shaped His-Ableitungs- and Ablationselektroden one or two output openings are arranged, which allow a fixation of the electrode catheter by suction in the region of the His bundle.

4. An electrode catheter according to claim 1 and 2, characterized in that for producing the specially shaped His electrodes refractory metals or metal alloys preferably ELGILOY or platinum-iridium alloys are used and a low-resistance contacting of the His electrodes with the well insulated against each other electrode leads Soldering or brazing is realized.

5. His-Elektrodenausführung according to claim 4, characterized in that preferably drop-shaped or long-toothed, planar electrodes are used, which are arranged so that the tips of the electrode surfaces are aligned or round or semi-annular surface electrodes along the generatrix of the catheter are arranged.