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

Erdogan, Ali E.


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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Kerckhoff-Klinik, Abteilung Kardiologie, Bad Nauheim und Max-Planck-Institut für physiologische Forschung, Bad Nauheim
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 20.12.2001
Erstellungsjahr: 2001
Publikationsdatum: 14.02.2002
Kurzfassung auf Deutsch: Einleitung: Die temperaturkontrollierte Katheterablation besitzt eine Reihe von Limitationen wie u.a. moderate Korrelation mit der
Gewebetemperatur und Läsionsentwicklung. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein Steuerungsparameter zu entwickeln, der die Qualität
des Elektrodenkontaktes mit dem Gewebe und das Wachstum der Koagulationsnekrose direkt anhand zellulärer bzw. biologischer
Prozesse des Zielgewebes wiedergibt.


Material und Methodik: Endomyokard-Präparate frisch geschlachteter Rinder wurden in einem Tankbad mit physiologischer
Kochsalzlösung für die in vitro Experimente verwandt, wo bei das elektrochemische Potential (eP) wie bei allen Untersuchungen zwischen
der 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 proximaler
Elektrode - war. Die ersten klinischen Untersuchungen wurden an 50 konsekutiven Patienten (m/w 29:21; 49,7 ± 9,8 Jahre), die zur
elektiven Katheter-Ablation von supraventrikulären Tachykardien AVNRT bzw. WPW-Syndrom eingewiesen wurden, durchgeführt. Der
meßtechnische 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 hohe
Korrelation des elektrochemischen Potentials mit dem bisher üblichen Parameter 'Temperatur' errechnet werden (r=0,87). Eine ebenfalls
hohe Korrelation wurde zwischen der Läsionsentwicklung und den eP festgestellt: r=0,85; p<0,001. Auch bei
den 'Routine-Kateterablationen' konnte die Messung der eP bei Patienten durchgeführt werden. Ferner konnte mittels eP-gesteuerter
Energieabgabe 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 elektromotorische
Kraftquelle des eP ist die Diffusion von freien Radikalen und intrazellulären Elektrolyten aus der Koagulationsläsion. Die eP stellt einen
zusätzlichen Parameter neben der Temperatur und Impedanz - mit besserer Korrelation zur Läsion- dar. Die Steuerung der
HF-Strom-Energieabgabe durch die eP ist möglich und erlaubt den Einsatz thermosensorfreier Elektroden. Potentiell klinische
Anwendungen stellen die gekühlte Ablation sowie der Einsatz von multipolaren Ablationskathetern dar.
Kurzfassung auf Englisch: Introduction: Temperature controlled radiofrequency catheter ablation (TRF) is widely introduced in current clinical practice with several
limitations as the moderate correlation between catheter tip temperature (CTT) and lesion size (LS), and the increase in stiffness of
multielectrode thermosensor catheters for the creation of linear lesions. Thermal injury of subendocardial tissue leads to a release of
electrolytes and free radicals from the intracellular site creating a change in potential (dP) between distal and proximal catheter tip
electrode. The aim of the doctorate was to verify the detection of ablation-induced release of electrolytes and free radicals and the
possibility 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 cattle
blood. Endomyocardial preparations of fresh cattle hearts were used. Closed-loop temperature-controlled and closed-loop dP-controlled
ablations were performed. In vivo animal investigations were performed in anesthetized and ventilated pigs. The existence of the dP was
established 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. During
routinely 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 steered
by dP-measurement revealed superior correlation to induced LS. During irrigated catheter ablation, dP measurement is the only tool for
energy control. To our knowledge, this is the first report on this novel method of ablation control.