Elektrochemische Potentiale während Hochfrequenz-Katheterablation von Herzrhythmusstörungen : In vitro und in vivo Experimente und erste klinische Erfahrungen

Abstract

Einleitung: Die temperaturkontrollierte Katheterablation besitzt eine Reihe von Limitationen wie u.a. moderate Korrelation mit derGewebetemperatur und Läsionsentwicklung. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein Steuerungsparameter zu entwickeln, der die Qualitätdes Elektrodenkontaktes mit dem Gewebe und das Wachstum der Koagulationsnekrose direkt anhand zellulärer bzw. biologischerProzesse des Zielgewebes wiedergibt. Material und Methodik: Endomyokard-Präparate frisch geschlachteter Rinder wurden in einem Tankbad mit physiologischerKochsalzlösung für die in vitro Experimente verwandt, wo bei das elektrochemische Potential (eP) wie bei allen Untersuchungen zwischender distalen und der proximalen Elektrode abgeleitet wurde. Tierexperimente wurden bei 8 intubiert, beatmeten Schweinen durchgeführt,wobei der experimentelle Aufbau adäquat zu den Bedingungen in vitro- elektrochemisches Potential zwischen distaler und proximalerElektrode - war. Die ersten klinischen Untersuchungen wurden an 50 konsekutiven Patienten (m/w 29:21; 49,7 ± 9,8 Jahre), die zurelektiven Katheter-Ablation von supraventrikulären Tachykardien AVNRT bzw. WPW-Syndrom eingewiesen wurden, durchgeführt. Dermeßtechnische Aufbau war unverändert zu den in vitro bzw. Tierexperimenten. Ergebnisse: Der Nachweis von eP gelang sowohl invitro, tierexperimentell als auch im klinischen Teil der Arbeit. Ferner konnte eine hoheKorrelation des elektrochemischen Potentials mit dem bisher üblichen Parameter 'Temperatur' errechnet werden (r=0,87). Eine ebenfallshohe Korrelation wurde zwischen der Läsionsentwicklung und den eP festgestellt: r=0,85; p<0,001. Auch beiden 'Routine-Kateterablationen' konnte die Messung der eP bei Patienten durchgeführt werden. Ferner konnte mittels eP-gesteuerterEnergieabgabe die Durchführbarkeit einer Katheterablation mit dem Parameters 'eP' gezeigt werden. Diskussion: Der Ursprung des eP liegt in der Läsionsentwicklung durch Erhitzung des myokardialen Gewebes. Die elektromotorischeKraftquelle des eP ist die Diffusion von freien Radikalen und intrazellulären Elektrolyten aus der Koagulationsläsion. Die eP stellt einenzusätzlichen Parameter neben der Temperatur und Impedanz - mit besserer Korrelation zur Läsion- dar. Die Steuerung derHF-Strom-Energieabgabe durch die eP ist möglich und erlaubt den Einsatz thermosensorfreier Elektroden. Potentiell klinischeAnwendungen stellen die gekühlte Ablation sowie der Einsatz von multipolaren Ablationskathetern dar. Introduction: Temperature controlled radiofrequency catheter ablation (TRF) is widely introduced in current clinical practice with severallimitations as the moderate correlation between catheter tip temperature (CTT) and lesion size (LS), and the increase in stiffness ofmultielectrode thermosensor catheters for the creation of linear lesions. Thermal injury of subendocardial tissue leads to a release ofelectrolytes and free radicals from the intracellular site creating a change in potential (dP) between distal and proximal catheter tipelectrode. The aim of the doctorate was to verify the detection of ablation-induced release of electrolytes and free radicals and thepossibility to control energy delivery in ablation by measuring dP. Energieabgabe die Durchführbarkeit einer Katheterablation mit dem Parameters 'eP' gezeigt werden. Methods and Results: In vitro tests at constant flow condition were performed in a 10 l bath of physiological saline solution and cattleblood. Endomyocardial preparations of fresh cattle hearts were used. Closed-loop temperature-controlled and closed-loop dP-controlledablations were performed. In vivo animal investigations were performed in anesthetized and ventilated pigs. The existence of the dP wasestablished in the tank model and was confirmed in the animal investigations. Good correlations were found between dP and CTT (r=0.87)and between maximum dP and induced LS (r=0.85). A high correlation (r=0.85, p<0.001) was found between dP and lesion volume. Duringroutinely catheter ablation in 50 patients with supraventicular tachycardia dP-measurement was performed. Energieabgabe die Durchführbarkeit einer Katheterablation mit dem Parameters 'eP' gezeigt werden. Conclusions: Control of energy delivery during RF-ablation by the measurement of dP is feasible. In comparison to TRF, ablation steeredby dP-measurement revealed superior correlation to induced LS. During irrigated catheter ablation, dP measurement is the only tool forenergy control. To our knowledge, this is the first report on this novel method of ablation control.