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Die
Erfindung betrifft eine Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung zur
Behandlung von Herzrhythmusstörungen durch Ablation von
Herzmuskelgewebe bei einem Patienten.
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Herzrhythmusstörungen
sind Störungen der normalen Herzschlagfolge, deren Ursache
in Störungen der Erregungsbildung bzw. -leitung im Herzmuskel
liegt.
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Zu
nennen ist beispielsweise die Bradykardie, bei der eine Reduktion
der Herzfrequenz vorliegt. Hier werden zur Behandlung seit etlichen
Jahren Herzschrittmacher eingesetzt, die den normalen Sinusrhythmus
wieder herstellen sollen. Daneben gibt es die tachykarden Rhythmusstörungen
wie beispielsweise die sogenannte atriale Fibrillation (Vorhofflimmern).
Bei diesen Störungen wird durch Reizleitungsstörungen
im Herzen der Vorhof mit hoher Frequenz angeregt. Bei ventrikulären
Tachykardien kommt es aufgrund der Störung nicht mehr zu
einer vollständigen Kontraktion des Herzens, wodurch eine mangelhafte
Pumpleistung des Herzens bedingt wird. Therapiemaßnahmen
gegen das Auftreten von Tachykardien sind beispielsweise eine kontinuierliche
Einnahme von Medikamenten oder eine Herzoperation, bei der das Reizleitungsgewebe
in bestimmten Teilen des Herzens durchtrennt wird. Nachteilig hierbei
ist das relativ hohe Risiko für den Patienten.
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Deshalb
werden vermehrt minimal-invasive Therapiemethoden zur Bekämpfung
von Herzrhythmusstörungen eingesetzt. Hierzu wird ein Ablationskatheter über
einen Venenzugang in den Bereich des Herzens eingebracht, um dort
die fehlerhaften Leitungsbahnen zu zerstören, beispielsweise
durch Energieeinwirkung zu „verbrennen". Voraussetzung hierfür
ist, dass die stören den Reizleitungsbahnen und -punkte
bekannt sind und durch den Katheter richtig getroffen werden. Dieses
Verfahren wird beispielsweise bei supraventrikulären Tachykardien
eingesetzt, aber auch vermehrt im Bereich der ventrikulären
Tachykardien, da eine medikamentöse Behandlung mit Antiarrhythmika
nur geringe Erfolgsraten zeigt und andererseits implantierbare Defibrillatoren
unangenehme Nebenwirkungen für den Patienten haben. Es
bleibt jedoch schwierig, während der Intervention die korrekten
Stellen für die Ablation zu identifizieren bzw. zu treffen.
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Bekannt
sind Verfahren, bei denen die elektrophysiologischen Potentiale
im Herzen zur Bestimmung des jeweils richtigen Ablationsortes ermittelt werden.
Diese Ermittlung der elektrophysiologischen Potentiale wird auch
als Mapping bezeichnet. Ein derartiges Mapping wird unter anderem
in Kombination mit Röntgenanlagen eingesetzt.
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Die
elektrophysiologischen Potentiale ermöglichen jedoch keine
tatsächliche Gewebedarstellung, insbesondere keine Darstellung
des beispielsweise im Rahmen eines Herzinfarktes entstandenen Narbengewebes
im Herzen. Der Ursprung für beispielsweise ventrikuläre
Tachykardien liegt jedoch in den sogenannten „reentrant
circuits", die üblicherweise an und in der Grenze des elektrisch
nicht aktiven Myokard-Narbengewebes entstehen, so dass die fehlende
Gewebedarstellung zu Problemen führt.
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Der
Erfindung liegt damit die Aufgabe zu Grunde, eine diesbezüglich
verbesserte Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung zur Behandlung
von Herzrhythmusstörungen durch Ablation von Herzmuskelgewebe
bei einem Patienten anzugeben.
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Zur
Lösung diese Aufgabe ist eine Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung
dieser Art vorgesehen, die sich dadurch auszeichnet, dass die Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung
einen Katheter aufweist, der als integrierte Einheit mit wenigstens
einem Herzgewebe-Ablationsmittel und wenigstens einem Bildaufnahmeelement
auf Basis der optischen Kohärenztomographie und/oder der
intravaskulären Magnetresonanzbildgebung ausgebildet ist.
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Die
Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung weist also neben gegebenenfalls
weiteren Bestandteilen wie einer Röntgenaufnahmeeinrichtung oder
Möglichkeiten zur Aufzeichnung von EKGs und dergleichen
und gegebenenfalls einer Steuerungseinrichtung oder Konsole einen
Katheter auf, der nicht nur ein oder mehrere Mittel zur Ablation
von (z. B. vernarbtem) Herzgewebe aufweist, das für eine gestörte
Reizleitung und damit für Herzrhythmusstörungen
verantwortlich ist, sondern zudem integriert wenigstens ein Bildaufnahmeelement
umfasst bzw. aufweist, bei dem es sich um ein Bildaufnahmeelement
zur Erstellung von Bildaufnahmen nach dem Prinzip der optischen
Kohärenztomographie (OCT, optical coherence tomography)
und/oder der intravaskulären Magnetresonanzbildgebung (IVMRI,
intravascular magnetic resonanz imaging) handelt.
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Ein
derartiger Katheter zur Ablation von Gewebe, das für eine
gestörte Reizleitung im Herzen verantwortlich ist bzw.
diese bedingt, in Einheit mit einem Bildaufnahmeelement steht bisher
nicht zur Verfügung.
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Dieser
integrierte Katheter bietet jedoch den Vorteil, dass während
der Behandlung, also während der Gewebeablation bzw. direkt
davor, danach und in Pausen der Ablation, Bilder des betroffenen
Bereichs mit dem entsprechenden Bildaufnahmeelement oder auch mit
mehreren Bildaufnahmeelementen des Katheters erstellt werden können.
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Beispielsweise
kann im Rahmen der Magnetresonanzbildgebung eine Darstellung von
Narbengewebe erfolgen, das beispielsweise bei einem Herzinfarkt
entstanden ist. Die IVMRI-Aufnahmen sind dabei funktionelle und
gleichzeitig anatomische bzw. anatomisch nutzbare Aufnahmen. Durch
die Integration des IVMRI-Elements in den Katheter für
die Ablation des Herzgewebes können die Magnetresonanzbilder
direkt im Bereich der Ge webeabtragung und zudem während
der Ablationsprozedur erstellt werden.
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Das
für die Magnetresonanzbildgebung erforderliche Magnetfeld
kann beispielsweise gemäß der Druckschrift
US 6,377,048 außerhalb
des Körpers als statisches Magnetfeld erzeugt werden. Vorzuziehen
ist jedoch eine Lösung, bei der das statische Magnetfeld
für die IVMRI-Aufnahmen durch einen Katheter, also erfindungsgemäß durch
den Herzmuskelgewebe-Ablationskatheter, erzeugt wird und kein externes
Magnetfeld zur Felderzeugung erforderlich ist. Eine Magnetfelderzeugung
durch einen Katheter wird in der
US
6,600,319 beschrieben.
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Die
IVMRI kann dabei so durchgeführt werden, dass der entsprechende
Katheter, hier also der Katheter der Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung
mit den zusätzlichen Ablationsmitteln, unter Röntgenkontrolle
in entsprechende Blutgefäße eingeführt
und von Hand aus den Gefäßen herausgezogen wird.
Der Einsatz der IVMRI mit ihrer besonders guten Weichteildarstellung
für die Identifizierung von Infarkt-Narbengewebe bzw. allgemein
im Bereich der Behandlung von Herzrhythmusstörungen stellt
dabei einen völlig neuen Bereich dar.
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Alternativ
oder ergänzend kann wenigstens ein weiteres Bildaufnahmeelement
auf Basis der optischen Kohärenztomographie in den Herzgewebe-Ablationskatheter
integriert sein. Das Grundprinzip der optischen Kohärenztomographie
basiert auf dem Michelson-Interferometer. Das OCT-Verfahren hat
den Vorteil, dass sich Gewebe mit hoher Auflösung bis zu
einer Eindringtiefe von einigen Millimetern darstellen lässt.
Diese Eindringtiefe reicht aus, um Narbengewebe von gesundem Gewebe
zu unterscheiden. Auch der Einsatz von OCT im Bereich der Identifizierung
von Infarkt-Narbengewebe bzw. allgemein im Bereich der Behandlung
von Herzrhythmusstörungen, also im Zusammenhang mit einem
Herzmuskelgewebe-Ablationskatheter bzw. einer entsprechenden Vorrichtung,
ist ein gänzlich neuer Bereich.
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Somit
bietet der erfindungsgemäße integrierte Katheter
bzw. die entsprechende Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung den
Vorteil, dass durch die Integration der Bildaufnahmeelemente auf
Basis der optischen Kohärenztomographie bzw. der intravaskulären
Magnetresonanzbildgebung mit einem einzigen Instrument, also einem
einzigen Katheter, sowohl eine Ablation des gestörten Gewebes
bzw. des Narbengewebes, das ursächlich für die
falsche Reizleitung im Herzen ist, als auch eine Bildgebung begleitend
zur Ablationsbehandlung möglich ist. Dabei bietet die Bildgebung
auf Basis der optischen Kohärenztomographie bzw. der intravaskulären
Magnetresonanzbildgebung den Vorteil, dass nicht nur überhaupt
eine direkte Gewebedarstellung möglich ist, sondern insbesondere
eine gute Darstellung von Narbengewebe.
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Dabei
erfolgt die Bildaufnahme bei einer hinreichenden Auflösung
und auch mit einer entsprechenden Tiefe derart, dass nicht nur die
Gewebeoberfläche, sondern auch weiter untenliegende Bereiche
aufnehmbar bzw. darstellbar sind.
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Damit
lässt sich mit diesen bisher nur im Bereich der Behandlung
von arteriosklerotischer Plaque bekannten Bildaufnahmeverfahren
auch im Rahmen einer Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung gemäß der
Erfindung eine vorteilhafte Bildgebung zur Unterstützung
einer Behandlung (von Herzrhythmusstörungen) erreichen.
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Wenigstens
ein Herzgewebe-Ablationsmittel kann erfindungsgemäß ein
Mittel zum Aussenden von Hochfrequenz- und/oder Ultraschall- und/oder Kälte-
und/oder Wärmeenergie sein.
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Vorzugsweise
erfolgt die Herzgewebe-Ablation mit Hilfe elektrischer Energie,
insbesondere mit Hochfrequenzstrahlung. Es ist aber auch möglich,
alternativ oder ergänzend weitere Ablationsverfahren zu
verwenden, die ultraschall-, kälte- bzw. wärmebasiert
arbeiten.
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Ein
Herzgewebe-Ablationsmittel für die Aussendung von Hochfrequenzstrahlung
kann zweckmäßigerweise eine Hochfrequenz-Ablationsspule sein.
Diese kann beispielsweise vor bzw. hinter einem Sensor zur Durchführung
bzw. Datenaufnahme im Rahmen der optischen Kohärenztomographie (OCT-Sensor)
bzw. einem IVMRI-Sensor angeordnet sein. Gegebenenfalls kann der
Bildgebungssensor bzw. ein anderes Element, das einem vorderen Bestandteil
des Bildaufnahmeelements darstellt, zur Erstellung von Bildaufnahmen
in einem Bereich vor dem Ablationsmittel durch eine entsprechende Öffnung
z. B. der Ablationsspule hindurchgeführt werden.
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Des
Weiteren kann die Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung eine Steuerungseinrichtung aufweisen.
Diese Steuerungseinrichtung, beispielsweise in Form einer Konsole
oder einer Recheneinrichtung, gegebenenfalls mit mehreren Recheneinheiten,
dient dann zur Steuerung der Einführung des Katheters bzw.
der Durchführung der Ablation und/oder der Erstellung der
Bildaufnahmen auf Basis der OCT bzw. der IVMRI.
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Die
Steuerungseinrichtung kann zur automatischen Auswertung wenigstens
einer Bildaufnahme wenigstens eines Bildaufnahmeelements und/oder zur
Identifizierung von Narbengewebe, insbesondere von Herzinfarktnarbengewebe,
und/oder reizleitungsgestörtem Gewebe mittels wenigstens
eines Programmmittels ausgebildet sein.
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Die
Steuerungseinrichtung weist also einen Speicherbereich für
ein Programmmittel bzw. ein Programmpaket oder dergleichen auf und/oder
hat Zugriff auf ein solches Programmmittel oder -Paket, das zu einer
automatischen Auswertung, gegebenenfalls zusätzlich unterstützt
durch Bedienereingaben, der Bildaufnahmen des Bildaufnahmeelements für
die OCT bzw. die IVMRI ausgebildet ist. Dabei ist das Programmmittel
dazu in der Lage, das Narbengewebe, das beispielsweise nach einem
Herzinfarkt vorliegt, bzw. Gewebebereiche, in denen Reizleitungsstörungen
gegeben sind, zu ermitteln. Hierzu werden z. B. Bildverarbeitungsalgorithmen
eingesetzt, die beispiels weise eine Kantenerkennung bzw. eine Erkennung
abweichender Strukturen in bestimmten Bildbereichen bzw. von Mustern
erlauben. Auch ein Vergleich mit Daten einer Datenbank kann durchgeführt
werden.
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Des
Weiteren kann die Steuerungseinrichtung zur Darstellung wenigstens
einer Bildaufnahme wenigstens eines Bildaufnahmeelements und/oder zur
Darstellung von identifiziertem Narbengewebe und/oder von identifiziertem
reizleitungsgestörtem Gewebe mittels wenigstens eines Programmmittels ausgebildet
sein. Dabei kann die Darstellung beispielsweise an einem der Steuerungseinrichtung
zugeordneten Monitor und/oder einem Bildschirm bzw. an einer Monitorwand
und dergleichen erfolgen. Die Darstellung des identifizierten Narbengewebes
bzw. des zu behandelnden Gewebebereichs und gegebenenfalls einer
Umgebung ermöglicht es, direkt während der Ablationsprozedur
die Durchführung der Ablation zu überprüfen.
Dies kann durch einen Bediener oder auch automatisch durch einen
Bildvergleich oder dergleichen erfolgen.
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Dementsprechend
kann die Steuerungseinrichtung vorteilhafterweise zur Darstellung
wenigstens einer Bildaufnahme wenigstens eines Bildaufnahmeelements
und/oder von identifiziertem Narbengewebe und/oder von identifiziertem
reizleitungsgestörten Gewebe in Echtzeit ausgebildet sein.
Dies ermöglicht es, den Ablationsvorgang direkt bildgestützt
zu beobachten und in Abhängigkeit der Bildaufnahmen des
einen bzw. der mehreren Bildaufnahmeelemente eine Führung
der Ablation, gegebenenfalls zumindest teilweise automatisch, vorzunehmen.
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Die
Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung kann, insbesondere mittels
einer Steuerungseinrichtung, für eine dreidimensionale
Bildaufnahme zur Rotation wenigstens eines Bildaufnahmeelements
und zum gleichzeitigen Rückzug und/oder Vorschub des Bildaufnahmeelements
und/oder des Katheters ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein OCT-Sensor
bzw. ein anderes OCT-Element zur Erzeugung von Schichtbildern rotiert
und gleichzeitig zurückgezogen bzw. vorgeschoben werden,
wobei dieser Rückzug oder Vorschub ebenso wie die Rotation
vollautomatisch durch eine Steuerungseinrichtung vorgenommen werden
kann bzw. bedienergestützt durchgeführt wird,
um so dreidimensionale Aufnahmen zu erzeugen. Damit ist eine anatomische
Zuordnung des Infarktgewebes bzw. des zu behandelnden Gewebes möglich.
Entsprechend kann ein IVMRI-Sensor bzw. ein anderes Bildaufnahmeelement für
die IVMRI rotiert und gleichzeitig zurückgezogen oder vorgeschoben
werden.
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Im
Bereich einer Spitze des Katheters kann wenigstens ein Positionssensorelement
vorgesehen sein. Eine derartige Positionssensoreinrichtung ermöglicht
es, Infarktgewebe bzw. anderes reizleitungsgestörte Gewebe
zu identifizieren und räumlich zuzuordnen, so dass eine
Ablation genau in diesem Bereich durchgeführt werden kann.
Positionssensoren können außerdem z. B. in Verbindung
mit IVMRI-Bildgebungselementen verwendet werden, um Bewegungsartefakte
einer nicht exakten dreidimensionalen Darstellung zu vermeiden.
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Wenigstens
ein Positionssensorelement kann ein elektromagnetisches oder ein
ultraschallbasiertes Positionssensorelement sein. Selbstverständlich
können Kombinationen unterschiedlicher Sensorelemente,
beispielsweise mehrere Sensoren auf der Basis von Ultraschall kombiniert
mit mehreren Sensoren auf elektromagnetischer Basis, verwendet werden,
um z. B. redundant jederzeit eine ausfallsichere Positionserkennung
zu ermöglichen.
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Wenigstens
ein Positionssensorelement im Bereich der Spitze des Katheters kann
ein Sender sein, dem außerhalb des Körpers des
Patienten wenigstens ein Empfänger zugeordnet ist, und/oder
es kann wenigstens ein Positionssensorelement im Bereich der Spitze
des Katheters ein Empfänger sein, dem außerhalb
des Körpers des Patienten wenigstens ein Sender zugeordnet
ist. Demnach können beispielsweise im Katheter die elektromagnetischen Sender
oder alternativ die elektromagnetischen Empfänger angeordnet
sein. Dann sind außerhalb des Körpers die entsprechenden
Empfänger oder im zweiten Fall die Sender angebracht. Dabei
ist in der Regel mindestens ein Sender einem Empfänger
oder umgekehrt ein Empfänger einem Sender zugeordnet, damit
eine Ortung im Raum möglich ist. In bestimmten Fällen
kann es aber auch ausreichend sein, zwei Sendevorrichtungen einem
Empfänger zuzuordnen oder umgekehrt, wenn beispielsweise
die Winkelbeziehungen bekannt und unveränderlich sind.
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Durch
eine erhöhte Anzahl an Sende- bzw. Empfangseinheiten im
Raum kann die Ortungsgenauigkeit erhöht werden. Zu berücksichtigten
ist jedoch, dass mit der Verwendung mehrerer Sender bzw. Empfänger
auch ein entsprechend erhöhter Rechenaufwand beispielsweise
für die Positionsberechnung seitens einer Steuerungseinrichtung
der Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung verbunden ist.
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Des
Weiteren kann wenigstens ein Sender zur Ausstrahlung in allen drei
Raumrichtungen und/oder wenigstens ein Empfänger zum Empfang
in allen drei Raumrichtungen ausgebildet sein. Damit wird auf einfache
Weise eine Ortung im dreidimensionalen Raum ermöglicht.
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Darüber
hinaus kann die Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung wenigstens
eine Röntgenaufnahmeeinrichtung aufweisen, insbesondere
zur Erstellung von zweidimensionalen und/oder dreidimensionalen
Röntgenaufnahmen.
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Eine
zusätzliche Röntgenaufnahmeeinrichtung, mit der
Röntgenbilder ergänzend zu den OCT- bzw. IVMRI-Bildern
erstellt werden können, ermöglicht es, das Ablationsverfahren
zusätzlich röntgenbasiert zu überwachen.
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Die
Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung, insbesondere eine Steuerungseinrichtung
der Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung, kann zur Registrierung
und/oder Fusionierung von Bildaufnahmen der Röntgenaufnahmeeinrichtung
mit Bildaufnahmen wenigstens eines Bildaufnahmeelements auf Basis
der optischen Kohärenztomographie und/oder der intravaskulären
Magnetreso nanzbildgebung ausgebildet sein. Beispielsweise können
dreidimensionale OCT-Aufnahmen bzw. dreidimensionale IVMRI-Aufnahmen
mit zweidimensionalen oder dreidimensionalen Röntgenaufnahmen
der Röntgenaufnahmeeinrichtung registriert und vorteilhafterweise auch
fusioniert werden. Die fusionierten Aufnahmen ermöglichen
eine Führung des Ablationskatheters unter zusätzlicher
zweidimensionaler bzw. dreidimensionaler Röntgenkontrolle,
beispielsweise mit Aufnahmen eines Systems für die kardiale
Computertomographie bzw. eines entsprechend ausgebildeten Angiographiesystems
und dergleichen.
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Die
Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung, insbesondere eine Steuerungseinrichtung
der Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung, kann demnach zur Führung
des Katheters in Abhängigkeit von Röntgenaufnahmen
der Röntgenaufnahmeeinrichtung ausgebildet sein.
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Darüber
hinaus kann die Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung wenigstens
ein Mittel zur magnetischen und/oder mechanischen Navigation des
Katheters aufweisen. Durch ein derartiges, beispielsweise magnetisches,
Navigationssystem kann ein bisher üblicher Führungsdraht
bzw. ein separater Führungskatheter entfallen.
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Als
Mittel zur magnetischen Navigation kann wenigstens ein Magnet am
Katheter und/oder wenigstens ein Magnetfelderzeugungsmittel außerhalb des
Katheters vorgesehen sein. Der Katheter kann also mit Magneten versehen
werden, die es ermöglichen, dass der Katheter durch ein
externes Magnetfeld gesteuert und angetrieben wird.
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Dabei
kann als Magnet am Katheter wenigstens ein Permanentmagnet und/oder
wenigstens ein Elektromagnet und/oder wenigstens eine mit einem Eisenkern
versehene Spule einer Empfangsantenne als Positionssensorelement
vorgesehen sein. Der Katheter kann also beispielsweise einen oder
mehrere Permanentmagneten aufweisen. Des Weiteren können
alternativ oder ergänzend Elektromagneten am Katheter angebracht
sein.
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Darüber
hinaus ist es möglich, Spulen von Empfangsantennen für
ein Positionssensorsystem mit Eisenkernen zu versehen, so dass bei
einer entsprechenden Dimensionierung dieser Spulen eine derartige
Einheit wahlweise als Empfangsantenne oder als Elektromagnet verwendet
werden kann. Bei einer Ansteuerung als Elektromagnet ist somit eine magnetische
Navigation möglich. Selbstverständlich sind Kombinationen
dieser unterschiedlichen Magnetsysteme für die magnetische
Navigation denkbar.
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Als
Mittel zur mechanischen Navigation kann, gegebenenfalls alternativ
oder ergänzend zu magnetischen Navigationsmitteln, wenigstens
eine in den Katheter eingebrachte Zugvorrichtung vorgesehen sein.
Eine derartige Zugvorrichtung wird vorzugsweise vorab in den Katheter
eingebracht und ermöglicht es, über entsprechende
Zugdrähte oder dergleichen Zugeinrichtungen bestimmte Abschnitte, vorzugsweise
die Spitze bzw. Bereiche an der Spitze des Katheters, gezielt zu
krümmen und so in eine gewünschte Position bzw.
Lage zu bringen.
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Des
Weiteren kann im Bereich der Spitze des Katheters wenigstens ein
Druck- und/oder Temperatursensor angeordnet sein. Diese und gegebenenfalls
weitere, hier nicht explizit erwähnte Sensoren zur Aufnahme
physikalischer, chemischer bzw. physiologischer Daten ermöglichen
es, bestimmte Parameter, vorzugsweise für die Ablation
relevante Parameter, während der Ablationsprozedur zu beobachten
und gegebenenfalls, z. B. bei Überschreiten von Grenzwerten,
die in einer Steuerungseinrichtung vorliegen, automatisch bzw. bedienergestützt
Maßnahmen zu ergreifen. Solche Maßnahmen können ein
kurzzeitiges Unterbrechen des Ablationsvorgangs bei kritischen Temperaturwerten
und dergleichen sein.
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Darüber
hinaus betrifft die Erfindung einen Katheter für eine Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung
zur Behandlung von Herzrhythmusstörungen durch Ablation
von Herzmuskelgewebe bei einem Patienten, also einen Herzmuskelgewebe-Ablationsvor richtungskatheter,
insbesondere für eine Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung
wie vorstehend geschildert. Dieser Katheter zeichnet sich dadurch
aus, dass er als integrierte Einheit mit wenigstens einem Herzgewebe-Ablationsmittel
und wenigstens einem Bildaufnahmeelemente auf Basis der optischen
Kohärenztomographie und/oder der intravaskulären
Magnetresonanzbildgebung ausgebildet ist. Dabei kann der Katheter,
wie bereits geschildert, beispielsweise Hochfrequenz-Ablationsmittel
aufweisen, insbesondere eine Hochfrequenzspule, mit der eine Ablation
von Gewebe, das die Herzreizleitung stört, möglich
ist.
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Außerdem
betrifft die Erfindung ein Verfahren für die Erstellung
und/oder Auswertung wenigstens einer Bildaufnahme im Rahmen einer
Behandlung von Herzrhythmusstörungen durch Ablation von Herzmuskelgewebe
bei einem Patienten mittels einer Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung,
insbesondere mittels einer Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung
wie vorstehend beschrieben. Bei diesem Verfahren wird die wenigstens
eine Bildaufnahme mittels eines als integrierte Einheit mit wenigstens
einem Herzgewebe-Ablationsmittel und wenigstens einem Bildaufnahmeelement
auf Basis der optischen Kohärenztomographie und/oder der
intravaskulären Magnetresonanzbildgebung ausgebildeten
Katheters erstellt und/oder es wird wenigstens eine erstellte Bildaufnahme
auf Basis der optischen Kohärenztomographie und/oder der
intravaskulären Magnetresonanzbildgebung seitens einer
Steuerungseinrichtung der Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung automatisch
ausgewertet und/oder mit wenigstens einer Bildaufnahme einer Röntgenaufnahmeeinrichtung
der Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung registriert und/oder fusioniert.
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Dabei
betrifft das Verfahren nicht die Ablationsprozedur selbst, sondern
lediglich die Gewinnung der Bilddaten, also physikalischer Messdaten,
und deren anschließende Auswertung beispielsweise durch
eine Steuerungseinrichtung, um so vorzugsweise automatisch, d. h.
also ohne Mitwirkung des Arztes, beispielsweise Narbengewebe nach
einem Infarkt identifizieren zu können.
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Das
identifizierte Gewebe ermöglicht dann anschließend
bzw. parallel (besonders bei einer Echtzeitbildaufnahme) die Durchführung
des eigentlichen Ablationsvorgangs, bei dem, beispielsweise unter Überwachung
eines Arztes, eine vorteilhafterweise automatische oder zumindest
teilweise automatische Katheterführung bzw. Bedienung der
Ablationsmittel des Katheters erfolgt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren, das die Erstellung
und Auswertung der Bildaufnahmen einer Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung
mit einem Katheter mit entsprechenden Bildaufnahmeelementen betrifft,
kann beispielsweise im Rahmen der Behandlung ventrikulärer
Tachykardien und anderer Herzrhythmusstörungen verwendet
werden.
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Hierzu
wird beispielsweise zunächst der Patient auf einem Behandlungstisch
positioniert, woraufhin ein OCT-Ablationskatheter bzw. ein IVMRI-Ablationskatheter
gemäß der Erfindung über einen venösen
Zugang eingeführt wird. In dem Fall, dass der Katheter
ein IVMRI-Bildaufnahmeelement aufweist, kann gegebenenfalls ein
MRI-Kontrastmittel injiziert oder auf andere Art und Weise dem Patienten
verabreicht werden. Dabei kann es sich beispielsweise um Gadolinium
handeln. Der Katheter mit den Bildaufnahmeelementen bzw. einem Bildaufnahmeelement kann
beispielsweise über die Aorta in den linken Ventrikel eingeführt
werden. Daraufhin können OCT- bzw. IVMRI-Bildaufnahmen
erstellt werden. Des Weiteren kann bei Vorhandensein einer entsprechenden Röntgeneinrichtung
der Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung parallel oder im Vorfeld
bzw. nach einer Ablation die Aufnahme zweidimensionaler und/oder
dreidimensionaler Röntgenaufnahmen erfolgen. Denkbar ist
beispielsweise eine Verarbeitung der Bilddaten im Hinblick auf eine
Erkennung bzw. Darstellung von Weichteilgewebe („soft tissue"),
die mit Hilfe einer Synchronisation des Aufnahmebetriebs durch ein
Elektrokardiogramm erfolgen kann.
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Die
OCT-, IVMRI- und gegebenenfalls Röntgenaufnahmen können
fusioniert werden, um so Narbengewebe und die Anatomie im Bereich
der Herzkammern exakt zuordnen zu können.
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Daraufhin
kann die eigentliche Ablationsprozedur durchgeführt werden,
in deren Rahmen die Gebiete im Ventrikel, die die nicht erwünschte
elektrophysiologische Aktivität aufweisen, ausgebrannt
bzw. verödet werden. Dabei basiert die Führung
des Ablationskatheters beispielsweise auf den fusionierten OCT-
und Röntgenaufnahmen bzw. fusionierten IVMRI- und Röntgenaufnahmen.
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Danach
kann erneut eine OCT-Bildaufnahme bzw. eine IVMRI-Bildaufnahme und/oder
eine Mapping-Untersuchung, also eine Untersuchung auf Basis der
elektrophysiologischen Potentiale im Herzen, durchgeführt
werden, um so den Erfolg der Ablation zu überprüfen.
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Bei
einer erfolgreichen Ablation kann der Patient verlegt werden. Ist
die Ablation noch nicht erfolgreich gewesen, können gegebenenfalls
die vorhergehenden Schritte wiederholt werden.
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Während
der Ablation kann mit Hilfe eines Temperatur- bzw. Drucksensors
die Temperatur und der Druck im zu behandelnden Bereich des Herzens bzw.
Gefäß überwacht werden. Auf ähnliche
Art und Weise ist eine Ablation bei der Behandlung von Tumoren und
Metastasen möglich.
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Damit
ist ein einfacher Arbeitsablauf ohne ein mehrfaches Einführen
bzw. erneutes Entfernen einzelner Katheter beispielsweise für
die Ablation und die Bildaufnahme möglich. Die Ablation
der Gewebeteile kann schnell und sicher erfolgen. Durch die Bildunterstützung,
insbesondere in Echtzeit, besteht zudem ein vermindertes Risiko
für den Patienten.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand
der folgenden Ausführungsbeispiele sowie aus den Zeichnungen. Dabei
zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung
mit einer Hochfrequenz-Ablationsspule und einem hinter der Hochfrequenz-Ablationsspule
angeordneten IVMRI-Sensor,
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2 eine
erfindungsgemäße Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung
mit einer Hochfrequenz-Ablationsspule und einem vor der Hochfrequenz-Ablationsspule
angeordneten IVMRI-Sensor,
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3 einen
erfindungsgemäßen Katheter mit einem OCT-Sensor
sowie magnetischen Sensoren,
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4 eine
erfindungsgemäße Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung
mit einer Hochfrequenz-Ablationsspule mit einer Öffnung
zum Hindurchführen eines Bildaufnahmeelements,
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5 eine
Darstellung von Narbengewebe für eine Ablation und
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6 eine
Darstellung zur Auslesung von Messdaten bei einer erfindungsgemäßen
Herzmuskel-Ablationsvorrichtung.
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In
der 1 ist eine erfindungsgemäße Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung 1 gezeigt, die über
eine Hochfrequenz-Ablationsspule 2 zur Ablation von reizleitungsgestörtem
Gewebe verfügt. Hinter der Hochfrequenz-Ablationsspule 2 ist
ein IVMRI-Sensor 3 angeordnet, der, wie die Hochfrequenz-Ablationsspule 2,
in einen Katheter 4 der Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung
integriert ist. Der Katheter 4 weist also nicht nur Herzgewebe-Ablationsmittel
in Form der Hochfrequenz-Ablationsspule 2 auf, die mit
der Hochfrequenz-Quelle 5 zur Erzeugung hochfrequenter
Strahlung über eine Leitung 5a verbunden ist,
sondern ebenso ein Bildaufnahmeelement, hier in Form des IVMRI-Sensors 3 mit
der zugehörigen MRI-Signalleitung 6. Für
den IVMRI-Sensor ist des Weiteren ein IVMRI-Lumen 3a im
Katheter 4 vorgesehen.
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Außerdem
ist der Katheter 4 mit einer Katheterhülle 7 versehen,
in die die einzelnen Bestandteile eingeschoben sind.
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Um
eine problemlose Magnetresonanzbildgebung zu ermöglichen,
weist der Katheter 4 zudem ein für die IVMRI transparentes
Fenster 8 auf.
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Im
Bereich einer Spitze des Katheters 4 sind zudem magnetische
Sensoren 9 vorgesehen, die zur magnetischen Navigation
sowie zur Positionserkennung dienen. Im dargestellten Fall sind
im Katheter 4 als magnetische Sensoren 9 die Sender,
zu denen Signalleitungen 10 führen, vorgesehen.
In diesem Fall ist somit außerhalb des Körpers
des Patienten ein entsprechendes Empfängersystem 11 angeordnet.
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Dieses
weist eine Schnittstelle zu einer hier nicht näher dargestellten
Positionserkennungseinheit gemäß dem Pfeil 12 auf.
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In
anderen Ausführungsbeispielen kann die Anordnung der Sender
bzw. Empfänger im Katheter bzw. außerhalb des
Körpers des Patienten durchaus andersherum oder auch vermischt
ausgebildet sein.
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Des
Weiteren weist die Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung 1 eine
Steuerungseinrichtung 13 auf, über die die Ablation
und die Bildaufnahme, wie hier durch den Pfeil 14 angedeutet
wird, automatisch bzw. gegebenenfalls bedienergestützt
gesteuert werden. Die Steuerungseinrichtung 13 ist mit einem
Bildschirm 15 verbunden, an dem unter anderem die Bildaufnahmen
des IVMRI-Sensors 3 bzw. Bildaufnahmen entsprechend der
von diesem Sensor ermittelten Bilddaten dargestellt werden.
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In
den Bildaufnahmen wird zudem gegebenenfalls identifiziertes reizleitungsgestörtes
Gewebe dargestellt, das mit Hilfe eines entsprechenden Programmmittels,
das auf der Steuerungseinrichtung 13 abgelegt ist, für
eine Echtzeitunterstützung der Ablation aus den Bildaufnahmen
ermittelt wurde.
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Somit
kann eine Ablation von Herzmuskelgewebe vollständig mit
einer Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung 1 mit einem
einzigen Katheter 4 durchgeführt werden, ohne
dass beispielsweise für eine Bildüberwachung ein
Ausführen bzw. erneutes Wiedereinführen eines
Ablationskatheters bzw. eines separaten Bildgebungskatheters erforderlich
wäre.
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Die 2 zeigt
eine erfindungsgemäße Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung 16 mit
einer Hochfrequenz-Ablationsspule 17 und einem vor der
Hochfrequenz-Ablationsspule 17 angeordneten IVMRI-Sensor 18.
Des Weiteren ist zur Ermöglichung einer optimalen Bildgebung
ein 90°-Umlenkgetriebe 19 vorgesehen.
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Der
Katheter 20 mit der Hochfrequenz-Ablationsspule 17 sowie
dem IVMRI-Sensor 18 weist im vorderen Bereich ein für
IVMRI transparentes Fenster 21 auf, um eine optimale Aufnahme
von Bilddaten im Bereich der Spitze des Katheters 20 bzw.
in einem diesem vorgelagerten Bereich (auch seitlich) zu ermöglichen.
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Zudem
sind wiederum magnetische Sensoren 22 als Antennen mit
zugehörigen Signalleitungen 23 und einem entsprechenden
Positionssensor- bzw. -detektor 24 außerhalb des
Körpers, also einem Sender- bzw. Empfängersystem,
vorgesehen. Dieser Positionssensor- bzw. detektor 24 weist
eine Schnittstelle zu einer Positionserkennungseinheit, die hier nicht
näher dargestellt ist, gemäß dem Pfeil 25 auf. Die
Katheterhülle des Katheters 20 ist mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet.
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Der
Katheter 20 weist ein Lumen 27 mit den Begrenzungen 31 für
den IVMRI-Sensor 18 und die zugehörigen MRI-Signalleitungen 32 sowie
eine nicht näher dargestellte Antriebswelle auf, wobei über
das Signal- bzw. mechanische Interface und die Antriebseinheit gemäß dem
Kästchen 28 der Antrieb des Katheters 20 bzw.
seiner Bestandteile ermöglicht wird.
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Die
Hochfrequenz-Energie für die Hochfrequenz-Ablationsspule 17 wird über
eine Hochfrequenz-Quelle 29 erzeugt, die hierzu über
eine Leitung 30 mit der Hochfrequenz-Ablationsspule 17 verbunden
ist. Eine weitere nicht dargestellte Leitung dient zur Ansteuerung
des 90-Grad-Umlenkgetriebes 19. Die Anschlussmöglichkeiten
werden über eine Kupplung 33 ermöglicht.
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Die 3 zeigt
einen erfindungsgemäßen Katheter 34 mit
einer Katheterhülle 35 sowie einem zugeordneten
Interface für Signale bzw. mechanische Einwirkungen und
mit einer zugeordneten Antriebseinheit für den Katheter 34 gemäß dem
Kästchen 36. Die Anschlusskupplung ist mit dem
Bezugszeichen 37 bezeichnet. In der Katheterhülle 35 des Katheters 34 werden
unter anderem Signalleitungen 39 für Antennen
eines Positionssensorerkennungssystems mit den magnetischen Sensoren 40 an
der Spitze des Katheters 34 geführt. Die magnetischen Sensoren 40 dienen
also als mit Eisenkernen versehene Spulen von Empfangsantennen im
Katheter 34 sowohl als Empfangsantenne als auch als Elektromagneten,
so dass diese für die Positionserkennung und bei einer
Ansteuerung als Elektromagnet gleichzeitig zur magnetischen Navigation
genutzt werden können. Die abgerundete Spitze des Katheters
ist mit dem Bezugszeichen 41 bezeichnet.
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Des
Weiteren weißt der Katheter 34 ein für OCT
transparentes Fenster 42 nahe der abgerundeten Spitze 41 des
Katheters 34 auf. Dieses für OCT transparente
Fenster 42 ermöglicht den Austritt des zeitlich
kurzkohärenten Lichts für die OCT-Bildgebung.
Zur Bildgebung mit Hilfe der optischen Kohärenztomographie
weist der Katheter 34 des Weiteren neben dem OCT-Sensor 43 eine
OCT-Glasfaser 44 auf, die in dem OCT-Lumen 38 geführt
ist.
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Um
eine Positionserkennung zu ermöglichen, sind des Weiteren
Sender 45 außerhalb des Körpers des Patienten
bzw. getrennt vom Katheter 34 vorgesehen, die gemäß dem
Pfeil 46 an eine nicht weiter dargestellte Positionserkennungseinheit
angebunden sind.
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Die 4 zeigt
eine erfindungsgemäße Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung 47 mit
einer Steuerungseinrichtung 48 zur Ansteuerung eines Katheters 49 gemäß dem
Pfeil 50. Des Weiteren weist die Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung 47 eine
Röntgenaufnahmeeinrichtung 51 auf, mit der ergänzend
zur Bildaufnahme nach dem Verfahren der optischen Kohärenztomographie
mit dem OCT-Sensor 52 an der Spitze des Katheters 53 der Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung 47 Bildaufnahmen
erstellt werden können. Diese Bildaufnahmen werden gemeinsam
mit den OCT-Bildaufnahmen des OCT-Sensors 52 registriert
und fusioniert. Die Bildaufnahmen mit gegebenenfalls durch die Steuerungseinrichtung 48 identifiziertem
Narbengewebe oder reizleitungsgestörtem Gewebe werden an einer
Bilddarstellungsvorrichtung 54 dargestellt, um so eine Überwachung
einer Ablationsprozedur mit Hilfe der Hochfrequenz-Ablationsspule 55 an
der Spitze des Katheters 53 in Echtzeit zu ermöglichen. Der
Katheter 53 weist des Weiteren eine transparente Katheterspitze 56 auf,
die den Lichtaustritt für die optische Kohärenztomographie
ermöglicht.
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Die
Hochfrequenzenergie für die Hochfrequenz-Ablationsspule 55 wird
mit Hilfe einer Hochfrequenz-Quelle 57 erzeugt und über
die Leitung 58 zur Hochfrequenz-Ablationsspule 55 übertragen.
Des Weiteren weist der Katheter 53 ein mechanisches Verbindungssystem 59 zur
Ermöglichung der erforderlichen Anschlüsse auf.
Das Lumen zur Einführung bzw. Durchführung der
OCT-Elemente bzw. der Elemente für eine hier nicht näher
dargestellte Positionserkennung ist mit dem Bezugszeichen 60 bezeichnet.
Eine Rotationskupplung 61 ermöglicht im Zusammenspiel
mit dem mechanischen Verbindungssystem 59 die Anschlüsse
des Katheters 53.
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Die
Hochfrequenz-Ablationsspule 55 kann, um eine Bildgebung
vor der Hochfrequenz-Ablationsspule 55 zu ermöglichen,
wie hier dargestellt eine Öffnung aufweisen, durch die
der OCT-Sensor 52 hindurchgeschoben und bei Bedarf wieder
zurückgezogen werden kann.
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Die 5 zeigt
eine Darstellung 62 unter anderem von Narbengewebe 63 sowie
möglicher Ablationspunkte 64 für eine
Herzmuskelgewebe-Ablation. Diese Darstellung 62 wird an
einem Bildschirm, der hier nicht näher gezeigt ist, einer
erfindungsgemäßen Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung
angezeigt, wobei die Anzeige vorteilhafterweise in Echtzeit erfolgt,
um so eine optimale Führung der Ablation zu ermöglichen.
So kann durch den als integrierte Einheit mit wenigstens einem Bildaufnahmeelement
und wenigstens einem Herzgewebe-Ablationsmittel ausgebildeten Katheter
einer erfindungsgemäßen Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung
mit einem wesentlich geringeren Risiko für den Patienten
einer sicherere und schnellere Ablation von reizleitungsgestörtem
Gewebe im Herzmuskel erfolgen.
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Die 6 zeigt
schließlich eine Darstellung 65 zur Auslesung
der Messdaten bei einer Herzmuskel-Ablationsvorrichtung gemäß der
Erfindung. Dabei werden die unterschiedlichen Sensoren für
das synchronisierte Ausleseverfahren zeitlich versetzt und getaktet
ausgelesen. Dabei zeigt die obere Kurve 66 den Systemtakt
und die darunter angeordnete Kurve 67 das Einschalten der
Röntgenstrahlung einer Röntgenaufnahmeeinrichtung
der erfindungsgemäßen Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtung,
dem zeitlich das Auslesen des Röntgendetektors gemäß der Kurve 68 nachgeordnet
ist.
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Die
Aktivitätszeiten der magnetischen Ortung werden durch die
Kurven 69 wiedergegeben, wobei die magnetische Ordnung
dann aktiv ist, wenn auch die Röntgenstrahlung gemäß der
Kurve 67 eingeschaltet ist.
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Das
Auslesen von IVMRI-Daten gemäß der Kurve 70 erfolgt
zeitgleich zum Auslesen des Röntgendetektors gemäß der
Kurve 68. Entsprechend könnte eine OCT-Auslesung
erfolgen. Des Weiteren verfügt die Herzmuskelgewebe-Ablationsvorrichtungen über
Mittel zur EKG-Aufnahme bzw. Messung der Respiration des Patienten,
deren Daten gemäß der Kurve 71 ausgelesen
werden, also im Anschluss an das Auslesen des Röntgendetektors
gemäß der Kurve 68 bzw. das Auslesen
der Daten des IVMRI-Sensors gemäß der Kurve 70.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6377048 [0013]
- - US 6600319 [0013]