DE4338758C2 - Katheteranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Katheteranordnung zum Behandeln von Gewebe in einem Patienten. Im einzelnen betrifft die Erfindung eine neue Energiebehandlungsvorrichtung, insbesondere eine elektrophysiologische, mit Hochfrequenzenergie arbeitende thermische Gewebebehandlungsvorrichtung.

Das menschliche Herz ist ein technisches Wunderwerk, das in manchen Fällen über 100 Jahre lang Blut durch den Körper eines Patienten ohne ernste Schwierigkeiten oder Komplikationen pumpen kann. Das Herz hat ungefähr die Größe einer zusammengeballten Faust und hat vier Kammern, die Blut vom Körper empfangen und durch den Körper pumpen. Grundsätzlich läuft Blut durch das Gefäßsystem eines Patienten, um lebensnotwen­ dige Elemente zu liefern und Abfallprodukte, wie Kohlendio­ xid, aus dem Körper zu entfernen. Wenn das Blut das Gefäßsy­ stem durchlaufen hat, kehrt es zum Herz zurück, bei dem es in eine erste Blutaufnahmekammer, die als rechtes Atrium be­ zeichnet wird, eintritt. Das rechte Atrium ist mit einer ersten Blutpumpenkammer, die als rechtes Ventrikel bezeichnet wird, durch ein Ventil verbunden, das verhindert, dass Blut aus dem rechten Ventrikel in das rechte Atrium zurückströmt, wenn sich der rechte Ventrikel zusammenzieht, um Blut zu pum­ pen. Der rechte Ventrikel ist auch mit einer Lungenarterie verbunden, die Blut zu den Lungen führt, so daß das Blut grundsätzlich angesammeltes Kohlendioxid loswerden und durch Sauerstoff ersetzen kann. Dadurch wird das Blut wieder mit Sauerstoff angereichert, und kann wieder durch den Körper eines Patienten zu laufen.

Nachdem das Blut wieder mit Sauerstoff angereichert ist, kehrt es zum Herz durch ein Blutgefäß zurück, das als Lungenvene bezeichnet wird. Das Ende der Lungenvene, das zu dem mit den Lungen verbundenen Ende entgegengesetzt ist, ist mit einer zweiten Blutaufnahmekammer des Herzes verbunden, die als linkes Atrium bezeichnet wird. Das linke Atrium ist mit einer zweiten Blutpumpenkammer, die als linker Ventrikel bekannt ist, durch ein Ventil verbunden, das verhindert, daß Blut aus dem linken Ventrikel in das linke Atrium zurück­ strömt, wenn sich der linke Ventrikel zusammenzieht. Der linke Ventrikel ist auch mit einem als Aorta bezeichneten Blutgefäß verbunden, das Blut von dem linken Ventrikel annimmt und dieses Blut in das Gefäßsystem des Patienten lei­ tet. Auf diese Weise wird wieder mit Sauerstoff angereicher­ tes Blut dem Körper zurückgegeben, um weitere notwendige Dinge, wie Sauerstoff, zu liefern und Abfallprodukte, wie Kohlendioxid, zu entfernen.

Die Struktur des Herzes eignet sich besonders gut zum Durch­ führen wiederholter, regelmäßiger Kontraktionen der Ventri­ kel, um einen im wesentlichen konstanten Blutstrom im Körper des Patienten aufrechtzuerhalten. Die das Herz bildenden Ge­ webe weisen im großen und ganzen eine Muskelschicht und Herz­ zellen auf, die als Myokard bezeichnet werden und zwischen inneren und äußeren Wandschichten des Herzes angeordnet sind. Die Muskelzellen des Myokards sprechen auf elektrische Vor­ gänge, Impulse oder Stimuli an, um sich zum Pumpen von Blut richtig zusammenzuziehen und zu entspannen. Somit gibt es zwei elektrische Vorgänge, die stattfinden, während das Herz Blut pumpt. Der erste Vorgang, der als Depolarisation be­ zeichnet wird, tritt auf, wenn Muskelzellen des Myokards sti­ muliert werden, wodurch sich das Myokard zusammenzieht, und dies drückt das Blut aus den Ventrikeln. Der zweite Vorgang wird als Repolarisation bezeichnet, bei dem sich die Muskel­ zellen des Myokards entspannen, wodurch Blut in die Ventrikel aus dem entsprechenden Atrium strömen kann. Damit diese Vor­ gänge richtig ablaufen und dadurch ein ungestörter Blutstrom sichergestellt wird, muß die Stimulation der Muskelzellen des Myokards regelmäßig sein. Wenn diese Stimulation nicht regel­ mäßig ist, kann das Herz eventuell nicht richtig funktionie­ ren, wodurch die Gesundheit des Patienten gefährdet werden kann. Die Muskellzellenreize werden oft in dem Myokard auf speziellen korrekten Wegen geleitet, die für eine regelmäßige Stimulation der Muskelzellen sorgen können. Wenn sie jedoch nicht diesen korrekten Wegen folgen, kann die Stimulation der Muskelzellen unregelmäßig werden.

Es gibt mindestens zwei Möglichkeiten, durch die die Stimula­ tion der Muskelzellen des Myokards unregelmäßig werden kann. Die erste wird hierin als Nebenwegleiden bezeichnet; die zweite wird als infarktbezogenes Leiden bezeichnet. Das Nebenwegleiden kann im allgemeinen durch einen Zustand cha­ rakterisiert werden, bei dem die elektrischen Reize auf Nebenreizwegen zusätzlich zu den richtigen Wegen wandern. Diese anderen, zusätzlichen Wege, die am Herz gebildet wer­ den, führen zu einer unregelmäßigen Stimulation der Muskel­ zellen. Der Nebenwegzustand existiert häufig bei der Geburt und kann eventuell durch eine Mißbildung des Herzes verur­ sacht werden. Obwohl dieser Zustand bei der Geburt existiert, ist es möglich, daß er sich bei einem relativ jungen Herz nicht zeigt. Dieser Zustand kann sich eventuell im Laufe der Zeit verschlechtern und zu einer unregelmäßigen Stimulation der Muskelzellen und unregelmäßigem Pumpen von Blut führen.

Eine Methode zum Behandeln des Nebenwegleidens ist die elek­ trophysiologische Ablation von Teilen des Herzes. Diese Be­ handlungsmethode nutzt die Tatsache, daß die korrekten Wege der Muskelzellen-Stimulation sowie die Nebenwege im Herz exi­ stieren. Wenn die Nebenwege wirksam eliminiert sind, findet die Muskelzellen-Stimulation nur entlang der oben genannten korrekten Wege statt, wodurch ein im wesentlichen regelmäßi­ ger Herzschlag erreicht wird. Um die Nebenwege wirksam zu eliminieren, wird ein Elektro-Ablations- oder Mappingkatheter verwendet, um hochfrequente (im folgenden "HF") elektrische Energie an den Nebenwegen anzulegen.

Im einzelnen wird ein Mappingkatheter, der den relevanten Fachleuten gut bekannt ist, im Herz plaziert, um das Herz landkartenartig zu registrieren und die Nebenwege auf be­ kannte Art und Weise zu lokalisieren. Wenn die Nebenwege lo­ kalisiert sind, wird das vordere Ende des Mappingkatheters neben die Stelle eines Nebenweges im Herz plaziert. Der Map­ pingkatheter kann einen geeigneten Leiter, wie z. B. eine Elektrode oder eine andere geeignete HF-Energieübertragungs­ vorrichtung haben, der an dem vorderen Ende des Katheters angeordnet ist, um dem Herz HF-Energie zuzuführen. HF-Energie wird den betreffenden Teilen des Herzes zugeführt, um die Reizübertragung auf dem Nebenweg zu unterbrechen. Im einzel­ nen wird genügend HF-Energie dem Herz zugeführt, um diesen Teil des Herzes zu erhitzen und dadurch zu entfernen. Die Ablation des betreffenden Teils des Herzes verwandelt diesen Teil in Narbengewebe. Da Narbengewebe Muskelzellenreize nicht so ohne weiteres wie gesunde Teile des Herzes leiten, werden die Nebenwege wirksam eliminiert.

Um die Eliminierung der Nebenwege durch die Zufuhr von HF- Energie wirksam durchzuführen, muß die vordere Spitze des Mappingkatheters und insbesondere die Elektrode in körperli­ chen Kontakt mit dem Teil des Herzes gebracht werden, der dem Nebenweg zugeordnet ist. Dies ist notwendig, um eine ordent­ liche Energieübertragung auf den zu eliminierenden Weg sicherzustellen. Dieser körperliche Kontakt muß während der gesamten Behandlung aufrechterhalten werden. Das Aufrechter­ halten des körperlichen Kontaktes kann jedoch schwierig sein, besonders wenn man bedenkt, daß sich das Herz beim Schlagen ständig bewegt. Außerdem kann die in der vorderen Leiter­ spitze vorhandene HF-Energie das neben dem Leiter befindliche Blut dehydrieren oder sonstwie beeinträchtigen. Somit kann Blut um den Leiter herum koagulieren, wobei Blutklumpen oder Blutgerinsel gebildet werden. Da geklumptes Blut elektrische Energie nicht gut leitet, können die Blutklumpen an dem Leiter ihn elektrisch isolieren, wodurch die Wirksamkeit der HF-Energieübertragung auf die betreffenden Teile des Herzes weiter eingeschränkt wird. Wenn sich genügend Blutklumpenma­ terial an dem Leiter gebildet hat, kann es sein, daß der gesamte Mappingkatheter aus dem Patienten entfernt und gerei­ nigt werden muß. Wenn der Mappingkatheter gereinigt ist, muß er wieder in das Herz des Patienten eingeführt werden, um die Behandlung abzuschließen. Diese Prozedur der Katheterentfernung, Reinigung und Wiedereinführung kann viel Zeit in Anspruch nehmen, ungefähr eine halbe Stunde oder so, und dies kann dem Patienten nicht nutzen. Außerdem wird eventuell Wär­ meenergie in der vorderen Leiterspitze erzeugt, wodurch die Wirksamkeit der HF-Energieübertragung auf das Herzgewebe wei­ ter verringert wird. Insbesondere kann die Wärmeenergie das angrenzende Blut und Gewebe austrocknen oder entwässern, wodurch eine hohe Impedanz an der leitenden Schnittstelle zwischen dem zu behandelnden Gewebe und dem Leiter erzeugt wird. Die hohe Impedanz kann den Stromfluß zu dem Gewebe und die Energiemenge, die ihm zugeführt werden kann, verringern. Infolgedessen kann die Tiefe der Energieeindringung in das Gewebe entsprechend beschränkt sein.

Ähnliche Probleme können beim infarktbezogenen Leiden auftre­ ten, das eine unregelmäßige Übertragung von Muskelzellenrei­ zen verursacht. Myokardinfarktbildung ist der Fachausdruck für die Zerstörung oder den Tod der das Myokard bildenden Zellen durch Vorkommnisse, wie Herzanfall. Das Charakteristi­ sche des infarktbezogenen Zustands besteht darin, daß be­ stimmte Zellen im Myokard derart beschädigt werden, daß sie Muskelzellenreize nicht richtig leiten. Insbesondere ziehen sich die beschädigten Zellen eventuell nicht auf Reize auf eine geregelte Art und Weise zusammen, wodurch ein Wiederein­ trittskreis im Herz gebildet wird. Auch dies kann eine Herz­ funktionsstörung verursachen.

Der infarktbezogene Zustand wird im wesentlichen auf die gleiche Art und Weise behandelt, wie sie oben beschrieben wurde. Ein Mappingkatheter wird in das Herz des Patienten eingeführt, um die Stellen der Wiedereintrittskreise zu loka­ lisieren. Wenn die Stellen gefunden sind, wird der Leiter an der vorderen Spitze des Mappingkatheters in körperlichen Kon­ takt mit den identifizierten Teilen des Herzes gebracht, um HF-Energie der Stelle zuzuführen. Die Stelle wird durch die HF- Energie ausreichend erhitzt, um den Wiedereintrittskreis wirksam zu eliminieren, wodurch eine normale Herzfunktion im wesentlichen wiederhergestellt wird. Diese Behandlungsmethode ist aber den gleichen Schwierigkeiten ausgesetzt, die oben in bezug auf die Aufrechterhaltung des körperlichen Kontaktes zwischen der Elektrode und dem Herz, Blutklumpenbildung und Gewebeaustrocknung diskutiert wurden.

Die oben diskutierten HF-Ablationsbehandlungstechniken und - Vorrichtungen können ein wirksames Behandlungsmittel für bestimmte Defekte der Herzfunktion sein. Diese Techniken und Vorrichtungen können aber die oben beschriebenen Nachteile haben, die ihre Leistungsfähigkeit in bestimmten Situationen mindern können. Demzufolge besteht der Wunsch, eine verbesserte Vorrichtung zum Durchführen einer HF-Ablationsbehandlung von Gewebe im Körper eines Patienten bereitzustellen, die nicht den in den vorherigen Abschnitten detailliert beschriebenen Schwierigkeiten ausgesetzt sind.

Die US 4 974 595 offenbart eine Katheteranordnung zum Bestrahlen von Körpergewebe mit hochfrequenter Energie, mit einem distalen Abschnitt zum Einsetzen in den Körper des Patienten und einem proximalen Abschnitt, wobei eine Elektrode an eine HF-Energiequelle koppelbar ist, um HF-Energie auf ausgewählte Gewebeflächen des Patienten zu übertragen.

Mit der Erfindung wird eine Katheteranordnung geschaffen, bei der ein Elektrolyt-Fluidstrom auf das zu behandelnde Gewebe gelenkt wird und welche leicht in Arbeits- und Behandlungskontakt mit dem zu behandelnden Gewebe, wie z. B. dem Gewebe eines schlagenden Herzens und dgl., zu halten ist.

Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Katheteranordnung nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Im einzelnen stellt die vorliegende Erfindung eine verbesserte neue Katheteranordnung zum Durchführen einer Energiebehandlung und insbesondere einer elektrophysiologischen HF- Energiebehandlung von Gewebe im Körper eines Patienten bereit. Vorzugsweise ist die neue Katheteranordnung nicht den Schwierigkeiten ausgesetzt, die einige ähnliche Vorrichtungen des Standes der Technik in bezug auf die Aufrechterhaltung des körperlichen Kontaktes und Blutgerinselbildung oder - klumpenbildung an einem Leiter ausgesetzt sind. Die neue Vorrichtung kann dazu verwendet werden, Gewebe, die in verschiedenen Teilen des Körpers eines Patienten, wie z. B. einem Koronarteil oder einem peripheren Teil angeordnet sind, HF-Energie oder dgl. auszusetzen.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine gebrochene Seitenansicht einer Katheteranordnung, die entsprechend der erfinderischen Lehre aufgebaut ist, wobei ein Teil von ihr zwecks Klarheit vergrößert dargestellt ist;

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines vorderen Teils der Katheteranordnung der Fig. 1;

Fig. 3 eine schematisierte Darstellung einer Zone von nekrotischen Zellen, die an einem Gewebe durch einen relativ divergierenden Strom eines energieführenden Elektrolyt-Fluids gebildet werden.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine neue elektrophysiologische Energiebehandlungsvorrichtung 78, die entsprechend der erfinderischen Lehre aufgebaut ist, um Gewebe innerhalb des Körpers eines Patienten mit elektrischer Energie insbesondere HF-Energie zu behandeln, ist gezeigt. Der Klarheit willen wird die Energiebehandlungsvorrichtung 78 in bezug auf ihre Verwendung beim Behandeln von Herzgewebe beschrieben, es versteht sich aber, daß der Umfang der Erfindung nicht auf diese Verwendung beschränkt ist. Es ist vorgesehen, daß die Lehre und das Ausführungsbeispiel der Erfindung beim Behandeln einer Vielzahl von Geweben auf mehreren Wegen Verwendung finden. Beispielsweise ist das Ausführungsbeispiel der Erfindung auf Gewebe anwendbar, die sich in den peripheren Gefäßen eines Patienten befinden. Ferner versteht sich, daß das Ausführungsbeispiel auch dazu verwendet werden kann, elektrische Impulse in Geweben zu fühlen, d. h. wie ein Mappingkatheter, obwohl das Ausführungsbeispiel der Erfindung im Zusammenhang mit der Energiebehandlung von Geweben beschrieben wird. Der grundsätzliche Aufbau der Energiebehandlungsvorrichtung 78 ist in Fig. 1 dargestellt. Im einzelnen weist die Energiebehandlungsvorrichtung eine Verteileranordnung 12 und eine Rohranordnung 14 auf, die in einem Patienten intravaskulär einführbar ist. Die Verteileranordnung 12 hat eine im wesentlichen Y-förmige Gestalt, die mindestens zwei hintere Öffnungen 16A und 16B und mindestens eine vordere Öffnung 18 hat, an die ein hinteres Ende der Rohranordnung 14 angeschlossen ist. Die hintere Öffnung 16A steht in Wirkverbindung mit einer geeigneten Quelle 20 für HF-Energie durch ein Stück Draht 22, um HF-Energie von der Energiequelle 20 zu der Verteileranordnung 12 zu leiten.

Die Energiequelle 20 ist vorzugsweise eine Einheit, die von Radionics, Burlington, Massachusetts erhältlich ist und insbesondere eine solche Einheit, die Radionics mit der Artikelnummer CBC1 kennzeichnet. Es können natürlich auch andere gleichwertige Einheiten verwendet werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Bei einer gegenwärtig in Betracht gezogenen Betriebsweise der Energiebehandlungsvorrichtung 78 liefert die Energiequelle 20 eine Leistung von ungefähr 50 Watt in 100 Ohm bei ungefähr 70 Volt (quadratischer Mittelwert). Diese Leistung wird im wesentlichen in Form einer Sinuswelle bei einer Frequenz von ungefähr 500.000 Hertz (Hz) geliefert. Die Energiequelle 20 besteht vorzugsweise aus einem unipolaren Energiesystem und ist mittels eines Drahtes 33 mit einem elektrisch leitenden Patientenkissen 21 verbunden, das auf diesem Gebiet allgemein bekannt ist und auf der Haut des Patienten in der Nachbarschaft des zu behandelnden Gewebes plaziert werden kann, um einen elektrischen Kreis zu schließen, wodurch HF-Energie durch das zu behandelnde Gewebe fließen kann. Es versteht sich, daß das Patientenkissen 21 durch einen leitenden Venenkatheter oder eine leitende Nadel ersetzt werden kann, der bzw. die in den Patienten eingeführt wird, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. In diesem Fall kann das Energiesystem bipolar sein.

Der Draht 22, der die HF-Energie von der Energiequelle 20 zu der Verteileranordnung 12 leitet, erstreckt sich durch die hintere Öffnung 16A, die Verteileranordnung 12 und die vordere Öffnung 18 und tritt in die Rohranordnung 14 ein, wie weiter unten näher beschrieben wird. Die hintere Öffnung 16A hat eine mit dem Draht 22 zusammenwirkende geeignete Dichtung, um sicherzustellen, daß in der Verteileranordnung 12 befindliches Fluid nicht aus der Verteileranordnung 12 durch die hintere Öffnung 16A um den Draht 22 herum austreten kann. Bei einer beispielhaften Ausführung der Energiebehandlungsvorrichtung 78 ist der Draht 22 ein Silberlitzendraht der Stärke 26, der eine aus TEFLON® bestehende Isolierschicht hat, die auf der Außendurchmesserfläche der Silberlitzen angeordnet ist.

Die hintere Öffnung 16B steht in Wirkverbindung mit einer Fluidquelle 24 über eine geeignete Leitung 26, um Fluid von der Fluidquelle 24 zu der Verteileranordnung 12 zu leiten. Das von der Fluidquelle 24 gelieferte Fluid ist vorzugsweise eine Elektrolyt-Lösung eines Ionensalzes, wie z. B. eine Salzlösung, Kontrastmittel, Lösungen aus Calcium oder Kaliumsalze, Lösungen aus Radionukliden und dgl. und dient als neues Mittel zum Liefern von HF-Energie von dem Draht 22 an das Gewebe, das mit der Energiebehandlungsvorrichtung 78 zu behandeln ist, wie unten näher beschrieben ist. Das Elektrolyt-Fluid hat vorzugsweise eine relativ niedrige Impedanz in bezug auf das zu behandelnde Gewebe, und infolgedessen ist nur eine geringe Fluidmenge erforderlich, um die gewünschte HF-Energiemenge dem Gewebe des Patienten zuzuführen. Bei einer momentan in Betracht gezogenen Ausführungsform der Energiebehandlungsvorrichtung weist das Elektrolyt-Fluid eine Lösung aus 35 g Natriumchlorid in 100 ml Wasser auf. Das Elektrolyt-Fluid kann irgendeine geeignete Konsistenz haben und kann z. B. ein leitendes Gel sein, ähnlich einem 20%-igen hypertonischen Salzgel, das unter der Bezeichnung HYPERGEL von Scott Healthcare, einem Teil der Scott Paper Company, Philadelphia, Pennsylvania, verkauft wird. Es wird auch in Betracht gezogen, daß das Elektrolyt-Fluid als Elektrolyt-Säule bereitgestellt wird, die sich im Gebrauch auflöst.

Eine geeignete Fluidpumpe 28, wie z. B. eine Spritze, eine motorisch angetriebene Pumpe oder dgl. ist an der Leitung 26 zwischen der Fluidquelle 24 und der hinteren Öffnung 16B vorgesehen, um einen Fluidstrom von der Fluidquelle 24 zu der Verteileranordnung 12 während des Betriebs der Energiebehandlungsvorrichtung 78 sicherzustellen. Die Fluidpumpe 28 ist vorzugsweise stufenlos steuerbar derart, daß die Fluidstrommenge in die Verteileranordnung 12 und die Rohranordnung 14 verändert werden kann, um es einem behandelnden Arzt zu gestatten, die Menge der HF-Energiezufuhr an das Gewebe des Patienten sowie den Bereich des Patientengewebes, der der zugeführten HF-Energie ausgesetzt werden soll, zu verändern.

Das Elektrolyt-Fluid tritt in die Verteileranordnung 12 durch die hintere Öffnung 16B ein, die eine geeignete Dichtung aufweist, so daß kein Fluid aus der Verteileranordnung 12 durch die hintere Öffnung 16B austritt, und füllt den Innenraum der Verteileranordnung 12 aus. Der durch die Verteileranordnung 12 verlaufende Draht 22 ist von einem Drahtlumen 30 umgeben, das sich von der hinteren Öffnung 16A zu der vorderen Öffnung 18 erstreckt, so daß die HF-Energie auf dem Draht 22 nicht auf das Elektrolyt-Fluid in der Verteileranordnung 12 übertragen wird.

HF-Energie wird nicht dem Fluid in der Verteileranordnung 12 zugeführt. Die Verteileranordnung 12 hat oft eine relativ große Entfernung von dem mit HF-Energie zu behandelnden Gewebe des Patienten. Der elektrische Widerstand gegen den HF-Energiefluß ist damit auf ein Minimum reduziert, weil die HF-Energie nicht durch eine relativ große Fluidmenge gehen muß, bevor sie das zu behandelnde Gewebe erreicht. Stattdessen wird die HF-Energie in der Rohranordnung 14 zu dem zu behandelnden Gewebe durch den Draht 22 übertragen, der der Übertragung von HF-Energie wesentlich weniger elektrischen Widerstand entgegensetzt als eine entsprechende Fluidmenge. Hierdurch ergibt sich ein erhöhter Wirkungsgrad bei der Übertragung von HF-Energie an das Gewebe in einem Patienten und auch eine wirksamere Behandlung dieses Gewebes. Man nimmt an, daß dieser Wirkungsgrad nicht mit einer Ablations- oder Gewebebehandlungsvorrichtung, die eine hinten angeordnete Elektrode hat, erhältlich ist, weil die sich zwischen der Elektrode und dem zu behandelnden Gewebe befindenden Elektrolyt-Fluidmenge genügend Widerstand haben würde, um den Wirkungsgrad der Vorrichtung zu verringern.

Die Rohranordnung 14 hat im allgemeinen ein längliches Katheterrohr 84, das einen hinteren Abschnitt 34 und ein vorderes Ende 82 und eine Elektrode 89 hat. Das Katheterrohr 84 hat vorzugsweise einen Außendurchmesser von ungefähr 8 French und eine ausreichende axiale Länge, um sich von der vorderen Öffnung 18 an der Verteileranordnung 12 durch die Gefäße des Patienten bis zu dem zu behandelnden Gewebe zu erstrecken. Da die zu behandelnden Gewebe in verschiedenen Teilen des Körpers des Patienten sein können, kann die axiale Länge des Katheterrohres 84 für einen bestimmten Anwendungsfall vorbestimmt sein. Das Katheterrohr 84 hat einen Außendurchmesser, der klein genug ist, um durch das kleinste Gefäßlumen hindurchzupassen, durch das das Katheterrohr 84 hindurchgehen muß, um die gewünschten Gewebe zu erreichen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Energiebehandlungsvorrichtung 78 hat das Katheterrohr 84 eine aus rostfreiem Stahl geflochtene Litze, die in einem Mantel eingeschlossen ist, der aus PEBAX besteht, das ein weiches Polymermaterial von ATOCHEM (Frankreich) ist.

Der hintere Abschnitt 34 des Katheterrohrs 84 ist an der vorderen Öffnung 18 der Verteileranordnung 12 befestigt, so daß in der Verteileranordnung 12 befindliches Fluid axial in das Katheterrohr 84 strömen kann. Die Verbindung zwischen dem hinteren Abschnitt 34 des Katheterrohres 84 und der vorderen Öffnung 18 der Verteileranordnung 12 ist genügend fluiddicht, so daß kein Fluid aus der Verteileranordnung 12 oder dem Katheterrohr 84 an der Verbindung zwischen der vorderen Öffnung 18 und dem hinteren Abschnitt 34 des Katheterrohres 84 austreten kann. Die Verbindung zwischen der vorderen Öffnung 18 und dem hinteren Abschnitt 34 gestattet eine Fluidströmung in das Katheterrohr 84 und auch den Durchgang des Drahtlumens 30 von der Verteileranordnung 12 zu dem Katheterrohr 84.

Der Draht 22 und das Drahtlumen 30 erstrecken sich koaxial in einem Fluidlumen 40 innerhalb des Katheterrohrs 84 im wesentlichen über die gesamte Länge des Katheterrohres 84.

Auf diese Weise wird der elektrische Widerstand der HF- Energieübertragung von der Energiequelle 20 auf die Elektrode 89 wirksam auf ein Minimum reduziert. Somit erreicht die HF- Energie die Elektrode 89 mit weniger Abschwächung als bei einigen bekannten Energiebehandlungsvorrichtungen. Der der HF- Energie durch die Elektrode 89 entgegengesetzte Widerstand und die elektrische Impedanz der Elektrode 89 sind zu dem Widerstand und der Impedanz des Elektrolyt-Fluids im Fluidlumen 40 im wesentlichen gleich, so daß die HF-Energie ohne weiteres von der Elektrode 89 auf das Fluid übertragen werden kann, wenn das Fluid über die Elektrode 89 strömt, ohne eine beträchtliche Wärmemenge zu erzeugen. Dies ist eine erhebliche Verbesserung gegenüber einigen der HF-Ablations- oder Gewebebehandlungsvorrichtungen des Standes der Technik, deren vordere elektrisch leitende Spitze im Betrieb ziemlich heiß werden kann. Außerdem erlaubt das Kühlen oder das Fehlen von Wärmeerzeugung in der Elektrode 89 und der angrenzenden Oberfläche des zu behandelnden Myokardgewebes ein tieferes Eindringen von elektrischem Stom in das Myokard und somit ein tieferes Eindringen von ohmscher Wärme in das Gewebe. Dies ist eine weitere Verbesserung gegenüber den gegenwärtig verfügbaren HF-Energiebehandlungsvorrichtungen, die bei der ventrikulären Ablation verwendet werden.

Die aus Fig. 2 ersichtliche Energiebehandlungsvorrichtung 78 weist eine neue Einrichtung zum Lenken eines Elektrolyt- Fluidstroms auf das zu behandelnde Gewebe auf. Diese Einrichtung hat die Form eines ausdehnbaren Teiles 80, das an dem vorderen Ende 82 des Katheterrohres 84 angeordnet ist.

Das Katheterrohr 84 hat einen nicht gezeigten hinteren Teil, der mit der Verteileranordnung 12 auf die Art und Weise, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, verbindbar ist. Das Katheterrohr 84 hat einen Außendurchmesser von ungefähr 6 French über einen beträchtlichen Teil seiner axialen Länge; ein im Außendurchmesser verringerter Teil 86 ist unmittelbar angrenzend an das vordere Ende 82 des Katheterrohres 84 angeordnet. Der im Durchmesser verringerte Teil 86 hat einen Außendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser des restlichen Teiles des Katheterrohres 84 um eine Länge ist, die im wesentlichen gleich der Dicke des ausdehnbaren Teiles 80 ist. Somit ist ein offenes Ende 88 des ausdehnbaren Teiles 80 durch ein geeignetes Mittel, wie z. B. einen Klebstoff oder dgl. an dem Katheterrohr 84 neben dem im Durchmesser verringerten Teil 86 sicher befestigt, derart, daß ein im wesentlichen glattes äußeres Oberflächenprofil von dem vorderen Ende 82 gebildet ist.

Das ausdehnbare Teil 80 ist an dem verringerten Teil 86 derart befestigt, daß sich der verringerte Teil 86 in einen Innenraum des ausdehnbaren Teiles 80 erstreckt. Wenn somit das ausdehnbare Teil 80 im erschlafften Zustand ist, wie es oft der Fall ist, wenn die Energiebehandlungsvorrichtung 78 in den Körper des Patienten eingeführt wird, kann das ausdehnbare Teil 80 auf dem im Durchmesser verringerten Teil 86 liegen oder auf ihm zusammengefaltet sein, derart, daß das vordere Ende der Vorrichtung 78 ein niedriges Profil hat, um die intravaskuläre Einführung und Lenkung der Energiebehandlungsvorrichtung 78 zu erleichtern.

Der im Durchmesser verringerte Teil 86 erstreckt sich in das ausdehnbare Teil 80 genügend weit, um eine Elektrode 89 im Innenraum des ausdehnbaren Teiles 80 anzuordnen. Im einzelnen ist die Elektrode 89 an einem vorderen Ende 90 des im Durchmesser verringerten Teiles 86 angeordnet, um HF-Energie an das Elektrolyt-Fluid zu liefern, das durch das Fluidlumen 40 strömt, wie oben beschrieben. Es ist jedoch zu vermerken, daß sich die Elektrode 89 von der Elektrode 38 darin unterscheidet, daß die Elektrode 89 eine Anzahl Fenster 92 darin haben kann, um den Durchtritt von Elektrolyt-Fluid von dem Innenraum der Elektrode 38 in den Innenraum des ausdehnbaren Teiles 80 zu gestatten. Wie unten näher beschrieben wird, gestatten es diese Fenster 92, daß das Elektrolyt-Fluid nicht nur in Längsrichtung in bezug auf das Katheterrohr 84 gelenkt wird, wie es bei einigen Energiebehandlungsvorrichtungen des Standes der Technik der Fall ist, sondern zusätzlich auch seitwärts in bezug auf das Katheterrohr 84 gelenkt wird. Die Fenster 92 können auch einen größeren Bereich für die HF-Energieübertragung von der Elektrode 89 auf das Elektrolyt-Fluid bereitstellen. Außerdem kann die Elektrode 89 irgendeine geeignete Form für die Durchführung bestimmter Behandlungsmethoden aufweisen.

Das ausdehnbare Teil 80 kann einen im wesentlichen ähnlichen Aufbau wie ein herkömmlicher Angioplastie-Ballon haben, wobei aber ein Angioplastie-Ballon oft zwei feste Enden hat, hat das ausdehnbare Teil 80 nur ein festes offenes Ende 88. Das ausdehnbare Teil 80 ist aus einem elastischen Polymer gebildet, das ein ausreichendes Erinnerungsvermögen hat, so daß das ausdehnbare Teil eine vorbestimmte Form haben kann, wie z. B. eine, die der Form des speziellen Gewebes, das mit der Vorrichtung 78 zu behandeln ist, entspricht, wobei das ausdehnbare Teil 80 diese vorbestimmte Form annimmt, wenn es ausgedehnt wird. Die Bedeutung dieses Merkmals wird unten erläutert.

Bei einem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel der Energiebehandlungsvorrichtung 78 ist das ausdehnbare Teil 80 aus einem Polyolefin-Copolymer, wie z. B. Surlyn®, gebildet, es kann aber auch aus anderen Materialien, wie z. B. LATEX®, gebildet sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt das ausdehnbare Teil 80 eine Gestalt an, die ein im wesentlichen ebenes vorderes Ende 94 hat, wobei diese Form besonders für die Bildung einer großflächigen Läsion an dem zu behandelnden Gewebe geeignet ist, ohne die Energiebehandlungsvorrichtung 78 in bezug auf das Gewebe bewegen zu müssen. Somit nimmt das ausdehnbare Teil 80 eine im wesentlichen birnenförmige Gestalt an, die der Form des Gewebes im Körper des Patienten entspricht, wie es sich z. B. im Koronarbereich vorfindet. Natürlich kann das ausdehnbare Teil 80 so konstruiert sein, daß es jede gewünschte Form bei seiner Ausdehnung annimmt.

Während des Betriebs strömt Elektrolyt-Fluid durch das Fluidlumen 40 im Katheterrohr 84 und in den Innenraum des ausdehnbaren Teils 80 durch das offene vordere Ende 90 des im Durchmesser verringerten Teils 86 und/oder die Fenster 92 in der Seite der Elektrode 89. Durch den Elektrolyt-Fluidstrom in den Innenraum des ausdehnbaren Teiles 80 wird das ausdehnbare Teil 80 gezwungen, sich von der äußeren Oberfläche des im Durchmesser verringerten Teiles 86 des Katheterrohres 84 wegzubewegen, um die vorbestimmte Form oder Gestalt, wie oben beschrieben, anzunehmen. Im Gegensatz zu einigen Angioplastie- Ballonen braucht das ausdehnbare Teil 80 kein separates Aufblaslumen oder eine Druckluftwelle, um das ausdehnbare Teil 80 auszudehnen. Um die Weiterleitung der HF-Energie von der Elektrode 89 an das zu behandelnde Gewebe zu erleichtern, hat das ausdehnbare Teil 80 eine Vielzahl an Löchern 96, die es dem Elektrolyt-Fluid gestatten, aus dem Innenraum des ausdehnbaren Teiles 80 zu dem Gewebe zu strömen.

Der Aufbau der Energiebehandlungsvorrichtung 78 wird aus der folgenden Beschreibung ihrer Funktion noch klarer werden. Die Beschreibung der Funktion der Vorrichtung 78 dient natürlich nur der Erläuterung und soll nicht den Umfang der Erfindung beschränken.

Wenn das vordere Ende der Energiebehandlungsvorrichtung 78 in den Patienten eingeführt wird, befindet sich das ausdehnbare Teil 80 im zusammengefallenen Zustand, wobei es auf dem im Durchmesser verringerten Teil 86 liegt oder auf diesem zusammgefaltet ist, um die intravaskuläre Einführung und Lenkung der Vorrichtung 78 an die Behandlungsstelle zu erleichtern. Das vordere Ende 82 des Katheterrohres 84 wird in die richtige Stellung in bezug auf das zu behandelnde Gewebe gebracht, und die Vorrichtung 78 wird in Betrieb genommen, wodurch die Elektrode 89 mit HF-Energie erregt wird und das Elektrolyt-Fluid gezwungen wird, durch das Fluidlumen 40 in Richtung auf die Elektrode 89 im wesentlichen wie oben beschrieben zu strömen.

Das Elektrolyt-Fluid trifft auf die Elektrode 89 und nimmt HF- Energie von ihr auf, wenn es im elektrischen Wirkkontakt mit der Elektrode 89 ist. Ein Teil des Elektrolyt-Fluids strömt durch die Elektrode 89 und tritt durch das offene vordere Ende des im Durchmesser verringerten Teiles 86 aus, während ein anderer Teil des Elektrolyt-Fluids durch die Fenster 92 in der Elektrode 89 strömt. Die Elektrode 89 wird dem Elektrolyt-Fluid ausgesetzt, wenn das Fluid durch die Fenster 92 strömt, wodurch die für die Energieübertragung von der Elektrode 89 auf das Elektrolyt-Fluid verfügbare Oberfläche wirksam erhöht wird. Außerdem erleichtert das durch die Fenster 92 tretende Elektrolyt-Fluid die Ausdehnung des ausdehnbaren Teiles 80 in seitlicher Richtung.

Das HF-energieführende Elektrolyt-Fluid verläßt die Elektrode 89 und tritt in den Innenraum des ausdehnbaren Teiles 80 ein. Durch die Gegenwart und die Kraft des Elektrolyt-Fluidstromes wird das ausdehnbare Teil 80 gezwungen, sich vom erschlafften oder zusammengezogenen Zustand in den in Fig. 2 dargestellten ausgedehnten Zustand zu bewegen. Wenn genügend Elektrolyt-Fluid in den Innenraum des ausdehnbaren Teiles 80 geströmt ist, nimmt das Teil 80 seine vorgeformte Gestalt an, die vorzugsweise der Form des mit der Energiebehandlungsvorrichtung 78 zu behandelnden Gewebes entspricht. Die vorgeformte Gestalt gestattet es den Löchern 96 im ausdehnbaren Teil 80, das HF- energieführende Elektrolyt-Fluid auf das Gewebe zu lenken, das mit HF-Energie behandelt werden muß.

Das energieführende Elektrolyt-Fluid strömt vom Innenraum des ausdehnbaren Teiles 80 durch die Löcher 96 in Richtung des zu behandelnden Gewebes. Die Anordnung der Löcher 96 an dem ausdehnbaren Teil 80 kann auch so vorgewählt sein, daß ein Elektrolyt-Fluidstrom in Richtung auf die ausgewählten Gewebestellen gelenkt wird. Außerdem kann das ausdehnbare Teil 80 verschieden ausgedehnt werden, um verschiedene Formen zu bilden, um energieführendes Elektrolyt-Fluid auf das zu behandelnde Gewebe zu lenken, wobei nur eine einzige Vorrichtung verwendet wird. Auf diese Weise ermöglicht die Energiebehandlungsvorrichtung 78 somit eine selektive Energiebehandlung eines bestimmten Gewebes und eine Anpassung der Energiebehandlung auf bestimmte Gewebeformen im Körper eines Patienten.

Nachdem das Gewebe genügend behandelt wurde, wird der Elektrolyt-Fluidstrom durch die Energiebehandlungsvorrichtung 78 abgestellt, und die Elektrode 89 wird nicht mehr mit HF- Energie erregt. Da das Elektrolyt-Fluid nicht mehr länger in den Innenraum des ausdehnbaren Teiles 80 strömt, kehrt das Teil 80 aufgrund der Elastizität seines Werkstoffes in den ursprünglichen zusammengezogenen oder erschlafften Zustand zurück. Das vordere Ende der Energiebehandlungsvorrichtung 78 kann nun ziemlich leicht im Körper des Patienten bewegt oder daraus entfernt werden, weil das ausdehnbare Teil 80 wieder ein niedriges Profil hat.

Fig. 8 zeigt einen relativ aufgefächerten, durch die Pfeile 114 angezeigten Fluidströmungsweg, der auf einem ähnlichen Teil des Gewebes 116 auftrifft. Dieser Fluidströmungsweg kann durch die Energiebehandlungsvorrichtung 78 erzeugt werden. Die Energie des energieführenden Elektrolyt-Fluids wird auf einen relativ großen Teil des Gewebes 116 übertragen, wodurch eine nekrotische Zone 122 gebildet wird. Auf diese Weise kann eine großflächige Läsion gebildet werden.

Die Energiebehandlungsvorrichtung 78 kann dazu verwendet werden, großflächige Läsionen zu erzeugen. Jede gewünschte Form oder Tiefe von Läsionen kann mit der Energiebehandlungsvorrichtung 78 zum Lenken des energieführenden Elektrolyt-Fluidstroms erzeugt werden. Diese neue Einrichtung erlaubt es einem behandelnden Arzt, die Zufuhr von energieführendem Elektrolyt-Fluid auf verschiedene Gewebe anzupassen, ohne die Behandlungsvorrichtung 78 in bezug auf diese Gewebe bewegen zu müssen. Die Behandlungsvorrichtung 78 gestattet die Abschirmung von bestimmten Gewebeteilen vor der Energiebehandlung. Die durch die Erfindung erzeugbaren Läsionen sind fast unbegrenzt, wodurch den behandelnden Ärzten eine größere Flexibilität bei der Durchführung von elektrophysiologischen Behandlungen gegeben werden kann. Auch kann den elektrophysiologischen Behandlungen ein vergrößerter Anwendungsbereich gegeben werden, und sie können bei anderen Gefäßen als Koronargefäßen, wie z. B. bei peripheren Gefäßen verwendet werden.

Die Erfindung stellt zahlreiche Verbesserungen und Fortschritte auf dem Gebiet der Behandlung von Geweben im Körper eines Patienten mit elektrischer Energie und insbesondere HF-Energie dar. Diese Vorrichtung leistet einen erheblichen Beitrag auf dem Gebiet der elektrophysiologischen Ablations- oder Gewebebehandlung. Ein Aspekt des Ausführungsbeispiels besteht darin, daß es Gebrauch von der Leitung von Energie, d. h. eines Elektrolyt-Fluids, von einer Quelle 20 dieser Energie bis zum Gewebe im Patienten, der behandelt wird, macht. Diese Aspekte gestatten es der Energiebehandlungsvorrichtung 78, Behandlungsenergie an die Gewebe zu liefern, ohne einen körperlichen Kontakt mit diesen Geweben während der Behandlung aufrechterhalten zu müssen. Dies stellt eine erhebliche Verbesserung gegenüber einigen elektrophysiologischen Ablations- oder Gewebebehandlungsvorrichtungen des Standes der Technik dar, die die Aufrechterhaltung eines körperlichen Kontakts zu dem zu behandelnden Gewebe erfordern.

Die Energiebehandlungsvorrichtung 78 der Erfindung ist in der Lage, Energie an einen Gewebebereich im Körper des Patienten zu liefern, der größer ist, als ein entsprechener Bereich einiger vorbekannten Vorrichtungen. Außerdem läßt es die Erfindung zu, daß die Energiebehandlungsvorrichtung 78 Energie an einen unterschiedlich großen Gewebebereich im Patienten liefert. Außerdem staut sich keine Wärme in den vorderen innerhalb des Körpers liegenden Enden der Energiebehandlungsvorrichtung 78 der Erfindung während deren Verwendung so erheblich, wie es bei einigen der elektrophysiologischen Vorrichtungen des Standes der Technik der Fall ist. Auch ist die vordere Spitze der Energiebehandlungsvorrichtung 78 im wesentlichen nicht thromboseerzeugend, wodurch der Wirkungsgrad dieser Vorrichtung erhöht wird.

Claims (4)

1. Katheteranordnung zur gesteuerten Ablation von Körpergewebe mit hochfrequenter (HF) Energie, mit:
einem länglichen Katheter, der einen distalen Abschnitt zum Einsetzen in den Körper eines Patienten, einen proximalen Abschnitt, der an eine Elektrolyt-Fluidquelle (24) anschließbar ist, und ein Fluidlumen (40) zum Zuführen von Fluid von dem proximalen Abschnitt zu dem distalen Abschnitt hin aufweist;
einer durchlässigen Membran, die an dem distalen Abschnitt des Katheters angeordnet ist, wobei die durchlässige Membran in Verbindung mit dem Fluidlumen (40) einen Innenraum bestimmt und ein oder mehrere Löcher (96) an vorbestimmten Stellen zum definierten Ableiten von Fluid aus dem Innenraum aufweist; und
einer Elektrode (89), die in dem Innenraum angeordnet und mit einer HF-Energiequelle (20) koppelbar ist, wobei die HF- Energie von der Elektrode (89) auf ausgewählte Gewebeflächen im Körper des Patienten über Elektrolyt-Fluid übertragen wird, das durch das Fluidlumen (40) hindurchgeführt wird und durch das eine oder die mehreren Löcher (96) in der durchlässigen Membran hindurchtritt.

2. Katheteranordnung nach Anspruch 1, wobei die durchlässige Membran ausdehnbar ist.

3. Katheteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der proximale Abschnitt des Katheters an die steuerbare HF- Energiequelle (20) anschließbar ist, wobei der Katheter einen Draht (22) aufweist, der sich von dem proximalen Abschnitt zur Elektrode (89) hin erstreckt.

4. Katheteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die durchlässige Membran eine vorbestimmte Form zum Erleichtern des Kontaktes zwischen dem durch die durchlässige Membran hindurchgelassenen Fluid und den ausgewählten Gewebeflächen aufweist.