JP2004511271A

JP2004511271A - Ｍｒｉアブレーションカテーテル

Info

Publication number: JP2004511271A
Application number: JP2001583644A
Authority: JP
Inventors: オーボイル、ゲーリー　エス．; ギブソン、チャールズ　エイ．サード
Original assignee: CR Bard Inc
Current assignee: CR Bard Inc
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2004-04-15
Also published as: WO2001087173A2; WO2001087173A3; EP1280468A2

Abstract

ＭＲＩ適合材料から作られている少なくとも１個の電極が遠位端部アセンブリ上に支持されている、各々がＭＲＩ適合材料から作られているシャフトおよび前記遠位端部アセンブリと、電極に接続されていて電極からシャフトの近位端まで伸びているＭＲＩ適合材料から作られている少なくとも１本のＭＲＩ適合性ワイヤとを含んでいる、ＭＲＩシステムに適合するアブレーションカテーテル。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本出願は、米国特許法第１１９条に基づいて、これによりその全体が参照してここに組み込まれる２０００年５月１２日に提出された米国仮特許出願番号第６０／２０４，４１９号からの優先権を主張する。
本発明は、磁気共鳴イメージングによって誘導できるアブレーションカテーテルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
１９８２年に最初に記載されて以降、カテーテルアブレーションは高度な実験的な技術から房室結節回帰性頻拍、ウォルフ・パーキンソン・ホワイト症候群および限局性心房頻拍を含む大多数の上室性不整脈に対する第一線療法としての現在の役割を獲得するまでに発展してきた。より最近には、高周波カテーテルアブレーションに対する臨床適応は、単一病巣のアブレーションよりむしろ複数の直線的に並んだ病変を正確に位置決めすることを必要とするより複雑な不整脈を含むまでに拡張されてきた。そのためにはエネルギー送達に適した部位を同定するために詳細なマッピングが必要とされる副伝導経路および房室結節回帰性頻拍のカテーテルアブレーションとは対照的に、例えば心房粗動および心房細動をカテーテルアブレーションするための部位はほぼ完全に解剖学的構造に基づいて同定される。従って、厳密に解剖学的考察に基づいてカテーテルアブレーション病変の位置決めをガイドし、さらに連続性の線形病変の位置および存在を確認するための代替アプローチの開発は正当化される。
【０００３】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）法は、治療インターベンションを誘導およびモニタリングするための他のイメージング様式より優れている下記を含む幾つかの特別な実際的長所を提供するので、Ｘ線蛍光透視法に代えて使用できる可能性がある：１）詳細な心臓内の解剖学的情報を使用するリアルタイムのカテーテルの位置決め、２）心臓房室の高速高分解能三次元可視化、３）治療中の心房機能および血流動態を評価するための高分解能機能的心房イメージング、４）治療中のリアルタイムの空間的および時間的な病変モニタリング能力、および５）患者および医師の放射線被爆の排除。しかしこれまで、心臓内のアブレーション療法を誘導するためのＭＲＩの使用可能性を評価した研究はなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上室性頻拍、心室性頻拍、心房粗動、心房細動およびその他の不整脈の治療と結び付けてアブレーションおよび／またはマッピングカテーテルを誘導するための改良された方法および装置を提供することである。
本発明の目的は、また、ＭＲＩトラッキングおよびガイディングシステムと一緒に使用できるアブレーションカテーテルを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの実施形態では、患者の体内にあるコンポーネント上で、ＭＲＩトラッキングおよびガイディングシステムと接触するカテーテルのコンポーネントのための非鉄または非磁性材料から構成される、ＭＲＩと共に使用するためのアブレーションカテーテルが提供される。（ｂ）ではアーチファクトの証拠がなく、カテーテルチップは右室において明瞭に可視化されていることに注目されたい。第１フレーム（ａ）から始まって、カテーテルは頸静脈シースを通して上大静脈内へ前進させられる。カテーテルはその後右心房内へ進められ（ｂ−ｃ）、１８０°回転され（ｄ）、下大静脈（ＩＶＣ）内に向けて下方へ進められる。最終フレーム（ｆ）では、カテーテルはカテーテルの位置決めの標的部位であるＲＡの側壁へ引っ込められた。電極−組織接触面が明瞭に可視化されていることに注目されたい（フレームｆ）。カテーテルは、そうでなければ、従来型デザインで、固定カーブ形または操縦型のいずれであってもよい。該カテーテルは、同様に非磁性構造の使用を必要とするコンピュータ断層撮影（ＣＴ）と一緒に使用することができる。好ましい材料は下記に示すが、他の非磁性材料を使用することもできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
概観および紹介のために、図１０はスナップ式遠位端部アセンブリ３４を装備した操縦可能なアブレーションカテーテル２０を図示している。カテーテル２０は、コントロールハンドル２４から電線２６が近位コネクタ２８まで伸びているコントロールハンドル２４を含んでいる。カテーテルは、その遠位端へ従来方法により接続された比較的に可撓性の遠位セグメントすなわちチップストック３２を有する可撓性の細長いシャフト３０を備えている。シャフト３０およびチップストック３２は、患者の脈管構造を通って従来の方法で治療予定部位へ前進させることが意図されている。カテーテルは、好ましくは、カテーテルを心臓内の室へ大腿静脈を通して前進させることができるように、約４．５〜７ｃｍ伸長するチップストック３２を用いて心臓アブレーション法に使用するためにおよそ１１５ｃｍの全長を有している。一方、コントロールハンドル２４は、患者の体外に置かれたままで、図１１に示されている操作者３５により操作される。実施すべき手技、カテーテルが経皮的に導入される場所、および予測経路に沿ってシャフト３０が操作されなければならない予測経路に基づいて、異なったシャフト３０およびチップストック３２の長さを選択することができる。好ましくは、シャフト３０およびチップストック３２はポリウレタン製チューブから作られており、シャフト３０は剛性を増強させてシャフトへより大きな柱強度および回転強度を付与するためにチューブ内にウーブンダクロンブレードを含んでいる。ウーブンダクロン製品は１９６０年代以降利用可能になっている。例えば、ウーブンダクロン製品の１つのタイプは、Ｃ・Ｒ・バード社（Ｃ．Ｒ．　Ｂａｒｄ　Ｉｎｃ．）グレンズフォールズ事業部からカタログ型番号２００１５０　４Ｆとして市販で入手できる。
【０００７】
電線２６は、複数の電極、温度センサ、カテーテル２０内に含むことのできるその他の電気装置または上記のいずれかの組み合わせからの銅もしくは銅合金の電導性リード線を含んでいる。電線２６は、コネクタ２８を通して直接に、または介在する患者用ケーブル２９（先が切断して図示されている）を通して心電図（ＥＣＧ）モニタリング装置および高周波（ＲＦ）エネルギー源のような電子部品へ電気信号を提供する。
【０００８】
コントロールハンドル２４上のノブ３６は、コントロールハンドル２４内のスライドブロック（図示されていない）をシャフト３０の近位端２２から離れさせるために、操作者３５がハンドルに対して回転させることができる（図１１）。チップストック３２およびシャフト３０内にスライド式で収容される操縦用ワイヤ３８（１５Ａ参照）は、スライドブロックに操縦用ワイヤ３８の近位端で固定されている。操縦用ワイヤ３８は、例えば矢印Ａの方向へノブ３６を回転させることにより近位へ引っ張られる（図１１）。これとは逆に、ノブ３６を反対方向へ回転させた結果として、スライドブロックがシャフト３０の近位端２２へ移動すると、操縦用ワイヤ３８は遠位方向へ前進する。コントロールハンドル２４は、その開示を参照して、完全にここに記載されているかのようにここに組み込まれる１９９５年８月２３日に出願されたＢｏｗｄｅｎらに付与された米国特許出願第０８／５１８，５２１号に記載されているコントロールハンドルであってよい。
【０００９】
下記においてより完全に説明するように、操縦用ワイヤ３８は、スライドブロックからシャフト３０を通過して、操縦用ワイヤ３８が固定されている遠位端部アセンブリ３４まで遠位方向に伸びている。操縦用ワイヤ３８は遠位端部アセンブリ３４に固定されるので、操縦用ワイヤ３８上への近位方向引張力は、チップストック３２が単一平面において図１３に示されているようにチップストック３２の長さおよび圧縮強度によって決定される曲率半径で偏向することを引き起こす。曲率半径は約２〜４．５ｃｍの範囲内であってよい。操縦用ワイヤ３８は、チップストック３２が偏向するのを惹起するチップストック３２の圧縮強度を克服するために十分な引張強度を有していなければならない。ノブ３６を矢印Ａとは反対方向に回転させると、チップストック上への圧縮力が解除されてカテーテルチップがその偏向していない状態へ戻ることが引き起こされる。好ましい実施形態では、操縦用ワイヤ３８は、約１５．５ポンドの引張強度を有するステンレススチール製ワイヤである。
【００１０】
操縦用ワイヤ３８は、好ましくはカテーテル２０の長手方向の軸に対して偏心的に誘導され、さらにより好ましくはチップストック３２内で偏心的に誘導される（図１５Ａおよび１７を参照）。従って、チップストック３２は、チップストック３２内の操縦用ワイヤ３８のいずれかの側での肉厚差により既知の平面での偏向を支持する。コントロールハンドル２４の全体には、操作者３５が患者の脈管構造を通してシャフト３０を操作するためにトルクをかけることができる。追加の操縦用ワイヤを用意することができ、さらに上記の米国特許出願第０８／５１８，５２１号に記載されている方法で曲率半径調節手段を用意することもできる。操縦用ワイヤは、好ましくはナイロン（Ｓｐｅｃｔｒａ）製ケーブルである。
【００１１】
図１４は、操縦用カテーテルの実施形態である。操縦性の特徴を有するカテーテルのまた別の構造は本発明の範囲内である。例えば、これによりその全体を参照してここに組み込まれる１９９５年１月２４日に発行されたＤｅｂｂｉｅ　Ｓｔｅｖｅｎｓ−Ｗｒｉｇｈｔらに付与された米国特許第５，３８３，８５２号の中に図示され、記載されている操縦可能なカテーテルは、ＭＲＩ適合材料を使用して実行できる。
【００１２】
図１４では、シャフト３０は、例えば遠位端部アセンブリ３４（図１７ａ）のすぐ近位で剛性化素子として役立つ非鉄もしくは非磁性ハイポチューブ３７（ｈｙｐｏｔｕｂｅ）をシャフト３０の遠位端で含むように変更されている。従って、ノブ３６の回転がチップストック３２の最も遠位部分３２ｂ（図１３）を概して直線状にしたまま、チップストック３２の偏向を惹起する。ハイポチューブ３７を含まないチップストック３２の近位部分３２ａ（図１３）は、その長さおよび圧縮強度に基づく所定の曲率半径を取る。チューブすなわち補強部材３７は、好ましくはカテーテル２０に沿って約１〜３ｃｍ伸びており、操縦用ワイヤ３８、遠位端部アセンブリ３４、またはチップストックの最も遠位で使用される部分３２ｂに固定することができる。ハイポチューブ３７の代わりに補強ワイヤもしくは類似の剛性化素子を使用することができる。
【００１３】
ノブ３６は、好ましくはノブがそのニュートラル位置（操縦用ワイヤ３８に力が全く適用されていない位置）から回転させられていることを示すインジケータ３９（図１１）を含んでいる。これは、操縦用ワイヤ３８に引張力が適用されており、チップストック３２が偏向していることを意味する。インジケータ３９は、例えばスライドブロックがシャフト３０の近位端２２に近い位置にあるときにのみコントロールハンドル２４における開口部を通して視認できるノブ３６の上縁に貼付されたタブであってよい。この状態では、タブは視認することができ、操縦用ワイヤ３８に引張力が適用されていないことを示している。ニュートラル位置からノブ３６を回転させると、インジケータ３９は開口部のレジストリから外れて移動し、これは操作者に操縦用ワイヤ３８に引張力が適用されていることを示す。インジケータ３９およびノブ３６は、好ましくはコントロールハンドル２４の残りの部分の色と異なる色を有するプラスチック材料から成形される。
【００１４】
ここで図１４をみると、遠位端部アセンブリ３４の分解組み立て透視図が示されている。遠位端部アセンブリ３４は、チップストック３２の遠位端部３４に受け入れられるように適合する近位部分４１、およびコア４０の遠位端で圧縮性のヘッド４２を有するコア４０を備えている。圧縮性のヘッド４２にはアンカータブ４７ａ、４７ｂが含まれている。コア４０は、コア４０が中空非磁性（例、金）アブレーション電極４６（図１５ａ）の開口部４５内に受け入れられるようにアンカータブ４７ａ、４７ｂが相互に向かって弾性的に屈曲することを許容する、コア４０の遠位面から近位方向へ伸びる縦長スロット４４を有している。アブレーション電極４６内へのコア４０の持続的挿入は、アンカータブ４７ａ、４７ｂがアブレーション電極４６内の溝４８（図１５ａ）にスナップしてはまることを引き起こし、これでコア４０およびアブレーション電極４６が共にロックされる。公差制御またはその他のデザイン上の考察により、ヘッド４２はコアおよびアブレーション電極が共にスナップしてはまった後でさえ、２つのコンポーネントが互いに噛合っている限り、部分的に圧縮された状態のままで留まることができる。圧縮性のヘッド４２には、アンカータブ４７ａ、４７ｂを共にカム作用させ、それによってヘッド４２を縮小輪郭に圧縮することによってアブレーション電極４６の開口部内へのコア４０の挿入を容易にする面取り前縁５０を含んでいる。溝４８は、アンカータブ４７ａ、４７ｂがいったん溝４８内にスナップ式ではまると（図１５Ａ）、コア４０がアブレーション電極４６から抜けるのを防止するショルダー５１（図１５ａ）を溝４８の近位縁に有している。
【００１５】
あるいはまた、コア４０およびアブレーション電極４６は、ラチェット・歯止め装置またはポリカーボネートまたはＵＬＴＥＭ（登録商標）などの本質的に圧縮性のプラスチックから作られた、アブレーション電極４６における溝４８と噛合うように成形された概して環状の突起部を含むことができる。例えば、環状突起部はコア４０のいずれかの側で約１〜３ミル（０．０２５４〜０．０７６２ｍｍ）突き出していてよく、アブレーション電極４６における溝４８は非圧縮状態で環状突起部を受け入れられるようなサイズであってよい。１つの実施形態では、これらの代替構成において重要なことは、コア４０およびアブレーション電極４６がスナップ作用を介して互いに噛合うことだけである。
【００１６】
コア４０は、好ましくはゼネラルエレクトリック社（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｍｐａｎｙ）ピッツフィールド、マサチューセッツ州のＧＥプラスチック事業部によって製造されるＵＬＴＥＭ（登録商標）ポリエーテルイミド　１０００樹脂などの低い温度係数を有する非磁性材料から製造されている。低い温度係数の材料は、アブレーション電極４６とチップストック３２との間の断熱を提供し、好ましくは、コア４０はアブレーション電極より低い熱質量を有する。チップストック３２とアブレーション電極４６との間のコア４０の備えは、単一カテーテルを与えられた手技のために使用できること、または多分（いったん滅菌して）その後の手技で再使用することをより良好に保証するアブレーション手技中のカテーテル破損の可能性を低下させる。キャップ電極４６およびチップストック３２の遠位端部３４は、いったんコア４０がその近位端４１と圧縮性のヘッド４２の間に配置された細いエポキシビーズによって、またはコア４０上の環状リングによって遠位端部３４に取り付けられると、互いに間隔をあけることができる。さらに、チップストック３２のために、ポリウレタンなどの予測アブレーション温度より有意に低い溶融温度を有する材料を含む広範囲の材料を選択することができる。
【００１７】
さらに図１４および１５Ａを参照すると、遠位端部アセンブリ３４は好ましくは操縦用ワイヤ３８のためのアンカーとして機能し、さらに好ましくは温度センサ５４を収容する。コア４０は、中央ルーメン９４と、アブレーション電極４６および温度センサ５４の各々からの非磁性ワイヤ５２、５６をコネクタ２８（図１０）へ通すための数本の軸外ルーメン９８とを含んでいる。温度センサ５４は、好ましくはサーミスタであり、アブレーション電極遠位端から約４〜７ミル（０．１０１６〜０．１７７８ｍｍ）のアブレーション電極４６における空洞９６内に配置することができる。例えばマサチューセッツ州メドフォード所在のトラコン社（Ｔｒａ−Ｃｏｎ，　Ｉｎｃ．）によって製造されたＴＲＡ−ＢＯＮＤ　ＦＤＡ−２エポキシのようなポッティングコンパウンド１０２は、下記で詳述するように遠位端部アセンブリ３４全体に剛性を加えることができる。
【００１８】
図１５Ａでは、チップストック３２の遠位端３４に中心内腔６２が見えている。中心内腔６２はコア４０の近位端に適合する大きさにされている。チップストック３２は、操縦用ワイヤ３８および周囲のテフロン（登録商標）製シース１０４（図１５Ａ〜１８）、温度センサ導線５６（例えば、銅／コンスタンチンから作られている）、および遠位端部アセンブリ３４からのベリリウム銅導線５２を受けいれるためのルーメン７０を規定している。チップストック３２に沿って間隔をあけた関係で取り付けられているのは、心臓内ＥＣＧ記録、マッピング、刺激またはアブレーションに合わせたサイズであってよいリング電極７２ａ、７２ｂ、および７２ｃである。各リング電極７２は、リング電極の近位縁から遠位縁までチップストック３２に沿って長手方向に約０．５〜４ｍｍ伸びることができる。リング電極７２は、チップストック３２の側面でルーメン７０内へ各開口部７６ａ〜ｃを通って伸びているベリリウム銅導線７４ａ、７４ｂおよび７４ｃを介して適切なコンポーネントに電気接続されている。
【００１９】
リング電極７２は、金で作られていて約１〜５ｍｍの範囲内で間隔をあけていてよく、チップストック３２に沿って遠位端部アセンブリ３４の遠位端部から近位方向へ６０ｍｍ以上伸びることができる。例えば、リング電極７４ａはシャフト３０の遠位端６４から２ｍｍであってよく、リング電極７４ｂはリング電極７４ａの近位縁から５ｍｍ間隔をあけていてよく、さらにリング電極７４ｃはリング電極７４ｂの近位縁から２ｍｍ間隔をあけていてよい。
【００２０】
チップストック３２は、好ましくは超音波溶接（図１５Ｂ）によってシャフト３０の遠位端およびチップストック３２の近位端で相補的にテーパ付けされて重複している領域に沿って、従来の方法でシャフト３０の遠位端部に接続されている。
【００２１】
チップストック３２のルーメン７０およびシャフト３０の貫通ルーメン７８は相互に連絡している。ルーメン７０は、好ましくはチップストック３２の長手方向の軸に対して偏心的に配置されている。従って、操縦用ワイヤ３８に適用された近位方向に向かう力は、チップストック３２が予測可能な単一平面で偏向する傾向を惹起する。同様に、偏心性ルーメン７０はチップストック３２およびシャフト３０の結合部の近くで接合面８０（図１５ｂ）を作り出す。好ましい実施形態では、非磁性補強スプリング８４（例、真鍮製）がシャフト３０の近位端２２から接合面８０まで伸びている。図１５ｂに示されているようなまた別の実施形態では、非磁性補強チューブ８６を補強スプリング８４の遠位端８８と接合面８０との間に介在させることができる。
【００２２】
ここで図１４および１６を参照すると、コア４０は、ショルダー５１のすぐ遠位で、溝４８内に圧縮性のヘッド４２のアンカータブ４７ａ、４７ｂをスナップしてはめることにより、アブレーション電極４６に互いに噛合わされる（図１５ａ）。アンカータブ４７ａ、４７ｂはショルダ５１を超えて引き出すことはできない。さらに、操縦用ケーブル３８は、コア４０内の軸外ルーメン９８の２本を通ってループ状になり、コイルスプリング１００を通過するように示されている。これは、好ましい実施形態において圧力低減メカニズムとして機能し、操縦用ワイヤ３８に引っ張り力が適用されると、操縦用ワイヤがコア４０の遠位面内へ切り込むことを惹起するいわゆる「チーズナイフ」作用を緩和または除去する。コイルスプリング１００は、操縦用ワイヤ３８に適用されるであろう引張力をスプリングのコイル全体に分散させることによって操縦用ワイヤ３９がコアをスライスするのを防止する。図１５Ａおよび１６を比較すると、操縦用ワイヤ３８は、コア４０においてルーメン９８の１つを通って遠位方向へ伸びているのが見られる。機能するためには、３８は、ルーメン９８の１つを通り抜け、操縦を提供し、すなわち、ループ接合部においてスプリング１００を通り抜け、ルーメン９８のもう１つを通り抜け、好ましくは、操縦用ワイヤのためのアンカーを形成するためにコア４０が自身を巻き付ける、コア４０の近位端の点へと通り抜けなければならない。好ましくは、操縦用ワイヤ３８は自身を少なくとも２回巻き付ける。好ましい結果は、操縦用ワイヤ３８がルーメン９８の１つ、スプリング１００およびさらにルーメン９８のもう１つを部分的に戻って通り抜けるように配列され、操縦用ワイヤがスプリング１００にハンダ付けされている場合にも観察されている。
【００２３】
図１８は、コントロールハンドル２４を介して操縦用ワイヤ３８に適用することのできる引張力をチップストック３２内で偏心的に方向付けるように惹起するチップストック３２における偏心性ルーメン７０を示している。偏心性ルーメン７０は操縦用ワイヤ３８の一方の側で低肉厚ルーメン壁を提供する。さらに、操縦用ワイヤ３８が固定される軸外ルーメン９８は、チップストック３２がシャフト３０の遠位端を確実に操縦するために予測可能な平面において繰り返し偏向することをより良好に保証する。
【００２４】
図１７Ａでは、シャフト３０はチップストック遠位部分３２ｂ内にハイポチューブ３７を含んでいる。ハイポチューブ３７は引張力が適用されたときでさえ、カテーテルの遠位端が概して直線状の形状を維持するようにする（図４参照）。
【００２５】
図１７は、シャフト３０を通して切り取られた断面図であり、操縦用ワイヤ３８、複数の導線５６、導線５２、およびリング電極７２から補強スプリング８４内を近位方向へコントロールハンドル２４に向かって伸びている複数の導線７４を示している。
【００２６】
遠位端部アセンブリ２４の組み立ては下記の通りである。プラスチック製コア４０は、好ましくは射出成形される。アブレーション電極４６は、それと共に使用されるカテーテルの大きさに望ましい全体容積を有するように機械加工される。その機械加工は、好ましくは一般にアブレーション電極４６をくり抜くための第１ドリルビット、その後に空洞９６を規定し、最後に例えば機械加工の分野の当業者に理解されているような円弧補間によってキーカッタを使用して溝４８を形成するための第２の小さいビットを選択できる機械を使用してコンピュータ制御下で実施される。
【００２７】
導線５２は、好ましくは投げ縄のように巻かれ、アブレーション電極４６に抵抗溶接される。次に、例えばどちらもマサチューセッツ州カントンに所在するエマーソン・アンド・カミング・コンポジット・マテリアルズ社（Ｅｍｅｒｓｏｎ　＆　Ｃｕｍｉｎｇ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，　Ｉｎｃ．）によって製造されている、好ましくは触媒２４ＬＶと混合されたＳＴＹＣＡＳＴ（登録商標）　２８５０ＦＴエポキシエンキャプシュラントのような熱伝導性ではあるが導電性ではないエポキシが中心ルーメン９６内に挿入され、その中に温度センサ５４が接着される。アブレーション電極４６および温度センサ５４からの導線５２および５６は、アブレーション電極４６に付着される前もしくは後のいずれかに各々ルーメン９８、９４を通されている。
【００２８】
操縦用ワイヤ３８は、コア内のルーメンをＵ形で通すことによってコアへ取り付けられる。特に、操縦用ワイヤ３８は、軸外ルーメン９８の１つ、コイルスプリング１００、およびその後はもう１つの軸外ルーメン９８を通される。操縦用ワイヤは、その固定を完成させるためにそれ自体で巻き付けることのできる場所であるコア４０の近位の点まで伸びていてもよいか、またはルーメン９８の１つの中でＵ形に屈曲した後、またその代わりにコイルスプリング１００へハンダ付けされた、またはブレーズ溶接された後に終了してもよい。好ましくは、テフロン（登録商標）コーティングの操縦用ワイヤ３８が選択され、コア４０およびコントロールハンドル２４に固定されている操縦用ワイヤ３８の部分は好ましくはテフロン（登録商標）が剥離される。テフロン（登録商標）は接着するのが困難であり、露出した操縦用ケーブルを固定するために取り除かれる。また別には、操縦用ワイヤを移動させるときにルーメン７０、７８の壁によって付与される摩擦力を減少させ、操縦用ワイヤを電気的に絶縁するために、テフロン（登録商標）などの潤滑性スリーブを操縦用ワイヤ３８に接着させることもできる。第２操縦用ワイヤ３８Ａを中心ルーメン９４の反対側に配置されたルーメン９８に通すこともできる。
【００２９】
導線５２、温度センサ５４、および操縦用ワイヤ３８が適切に取り付けられた後、アブレーション電極４６に、例えばＦＤＡ−２エポキシなどのポッティングコンパウンド１０２を充填し、コアおよびアブレーション電極を上記に記載した方法で共にスナップはめすることができる。コア４０およびアブレーション電極４６のスナップ作用はどちらも耳に聞こえ、触知できる。さらに、操縦用ワイヤ、サーミスタワイヤ、およびアブレーション電極は、アブレーションカテーテルを作製する他の既知の方法とは相違していかなるねじり作用をも伴わずに受け入れられる。さらに、ポッティングコンパウンド１０２は、操縦用ワイヤ３８をアブレーション電極４６から電気的および熱的に絶縁する。
【００３０】
次に、操縦用ワイヤ３８、複数の導線５６および導線５２は、カテーテル２０上に遠位端部アセンブリ３４を組み立てるためにルーメン７０および貫通ルーメン７８を経由してコントロールハンドル２４へ通すことができる。コア４０の近位端は、チップストック３２の遠位端で中心ルーメン６２内へ挿入する前にエポキシを用いて被覆することができる。細いエポキシビーズ（図示されていない）は、遠位端部アセンブリ３４がカテーテル２０に取り付けられたときに、キャップ電極４６とチップストック３２の遠位端部６４との間隔をあけることができる、またはコア４０はコアが遠位端部内へ挿入されたときに、アブレーション電極４６と遠位端部６４との間隔をあける環状リングを含むことができる。組み立ては、操縦用ワイヤ３８をスライドブロックに、そして導線５２、５６および７４をワイヤ２６のそれぞれに取り付けることによって完成される。
【００３１】
上記のタイプのカテーテルを使用して、１）心臓高周波熱療法の誘導、送達、およびモニタリングを実施できる新規のＭＲアブレーションシステムを開発し、特徴付けるため、２）高周波誘発性熱傷害後の心臓組織における時間的および空間的ＭＲ信号変化を定量するため、および３）ＭＲ病変サイズと死後病変サイズおよび細胞死の定量的組織学的マーカーとを相関させるために一連の実験を実施した。
【００３２】
方法
磁気共鳴イメージングシステム
実験は、標準心臓位相配列コイルを使用して短時間１．５Ｔクローズドボア・リアルタイム・インタラクティブ心臓ＭＲＩシステム（Ｓｉｇｎａ　ＬＸ、ゼネラル・エレクトリック・メディカル・システムズ社（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，　ミルウォーキー、ワイオミング州）製）で実施した。この新規システムは、カテーテル挿入および操作のために鼠径部もしくは頸部への直接アクセスを許容しながら、迅速なデータ収集、データ転送、画像再構成およびスライス画像のリアルタイム・インタラクティブ制御およびディスプレイを提供することによって、スタティック走査プロトコルに基づく従来型ＭＲシステムの限界を克服する。リアルタイム・ハードウエアプラットフォームは、従来型走査装置に追加できるワークステーションおよびバスアダプタから構成される。このシステムの詳細については他の場所で記載されている（Ｙａｎｇ　ＰＣ，　Ｋｅｒｒ　ＡＢ，　Ｌｉｕ　ＡＣ，　Ｌｉａｎｇ　ＤＨ，　Ｈａｒｄｙ　Ｃ，　Ｍｅｙｅｒ　ＣＨ，　Ｍａｃｏｖｓｋｉ　Ａ，　Ｐａｕｌｙ　ＪＭ，　Ｈｕ　ＢＳの”Ｎｅｗ　ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　ｃａｒｄｉａｃ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔｓ　ｅｃｈｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ（リアルタイム・インタラクティブ心臓磁気共鳴イメージングシステムは心エコー法を補完する）”，　Ｊ　Ａｍ　Ｃｏｌｌ　Ｃａｒｄｉｏｌ　１９９８；３２（７）：２０４９−５６；およびＫｅｒｒ　ＡＢ，　Ｐａｕｌｙ　ＪＭ，　Ｈｕ　ＢＳら，　”Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　ＭＲＩ　ｏｎ　ａ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｓｃａｎｎｅｒ（従来型走査装置上のリアルタイム・インタラクティブＭＲＩ）”，　Ｍａｇｎ　Ｒｅｓｏｎ　Ｍｅｄ　１９９７；３８：３５５−６７）。
【００３３】
高周波カテーテルアブレーションシステム
高周波カテーテルアブレーションは、オープンループ制御装置を備えた標準型臨床用ＲＦジェネレータ（Ａｔａｋｒ（登録商標）、メドトロニック（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ）社製、ミネアポリス、ミネソタ州）を使用して実施した。このジェネレータは、操作室の外部に配置し、上記のアブレーションカテーテルを介して実験動物に電気接続された。
【００３４】
高周波エネルギー送達および走査装置での電気生理学的信号捕捉の技術的限界は電磁妨害である。高周波発生装置の周波数（−５００ｋＨｚ）は、１．５Ｔでは６４ＭＨＺのプロトン歳差周波数よりはるかに下方であるが、より高度の高周波信号の調波は有意な画像悪化を生じさせることができる。この問題を克服するために、これらの調波信号を抑制してイメージング中の同時ＲＦアブレーションおよび電気生理学的モニタリングを許容するために特殊ＲＦフィルタおよびシールディングが設計かつ構築された。これらの多段低域フィルタは、約１０ＭＨｚのカットオフ周波数を達成する非磁性電気コンポーネントの装置から構成される。ＲＦジェネレータからの出力は、操作室とコンソール室との間の電気パッチパネルを通過するこれらの完全に遮蔽されたフィルタアセンブリを通ってアブレーションカテーテルへ向けられる。分散性接地電極は、回路を完成するために動物の皮膚へ貼付される大きな導電性粘着パッドから構成される。心電図は、同様の１２チャンネル遮蔽フィルタボックスを介して同一カテーテルを使用して獲得し、自動データ収集ソフトウエアを使用して記録された。ＲＦアブレーション信号が画像の質に及ぼす影響は図１に示されている。左側のパネルはフィルタリングを使用せずにＲＦ送達中に収集した画像を示しており、右側の画像はフィルタリングを使用したＲＦ送達中の同一スライスを示している。ノイズもしくはアーチファクトの証拠がないこと、そしてカテーテルのチップが右心室尖部（矢印）で明瞭に視認できることに注目されたい。
【００３５】
動物の準備および実験プロトコル
全動物プロトコルは、ジョン・ホプキンス大学医学部動物の管理・使用委員会によって審査かつ承認されており、”Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｈｅａｒｔ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ａｎｉｍａｌ　Ｕｓｅ（研究用動物の使用に関する米国心臓学会の立場）”において公表されたガイドラインを遵守した。体重２８〜３６ｋｇの６匹の雑種犬にケタミン１０ｍｇの筋肉内注射を前投薬し、実験中を通してナルコメド麻酔ベンチレータ（ノース・アメリカン・ドレガー（Ｎｏｒｔｈ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｄｒａｅｇｅｒ）社製、テルフォード、ペンシルバニア州）を使用して８０％酸素および１％イソフルオランガスで麻酔状態を維持した。実験を通して表面心電図（ＥＣＧ）誘導１、２および３を持続的にモニタリングした。標準法を使用して、８Ｆ導入案内シースをカテーテルアクセスのために右頸静脈内に、また液体および薬剤を投与するために右大腿静脈に配置した。
【００３６】
ＭＲ誘導下で、ＭＲ誘導下でのカテーテルの位置決めの精度を判定するために３匹の動物の右心房の下側壁に７Ｆ非磁性単一電極アブレーションカテーテルを配置した（アブレーションなし）。同一の動物において、右心室の２ヵ所のアブレーション部位（心尖部および自由壁）を高速グラジエントリコールエコー（ＦＧＲＥ）シーケンス（ＴＦ＝５ｍｓ、ＴＥ＝１．２ｍｓ、視野＝２２ｃｍ、スライス厚さ＝７ｍｍ、２５６×１２８マトリックス、チップ角度＝１３度、読み取り帯域＝３１．０ｋＨｚ）を使用した右頸静脈アクセスからのアブレーションの標的とした。一旦電極と壁の接触を視認し、心電図記録によって確認すると、カテーテル電極を含有する最適断層スライスを分離するためにカテーテルをイメージングした。このスライスを規定するためにベースライン時画像を入手した後に、２０Ｗの出力で６０秒間右心室内において遠位電極と大きな表面積の皮膚パッチとの間でＲＦアブレーションを実施した。電極凝塊形成を回避するために、インピーダンスが２２０オームを超えるとＲＦ送達を終了させる自動オープンループフィードバックシステムによってインピーダンスをモニタリングした。その後引続いて、経時的な時間的信号変化および病変成長をモニタリングするために２０分間に渡って２分毎にＴ２強調高速スピンエコー（ＦＳＥ）シーケンス（ＴＲ＝２ＸＲＲ、ＴＥ＝６８ｍｓ、ＥＴＬ＝１６、視野＝２２ｃｍ、スライス厚さ＝７ｍｍ、２５６×１９２マトリックス、読み取り幅＝６２．５ｋＨｚ）を使用して単独のスライスおよびそれに隣接する２枚のスライスをイメージングした。このイメージングシリーズ（アブレーションの３０分後）に続いて、静脈内ラインへ０．３ｍＬ／ｋｇのガドリニウム−ＤＴＰＡをボーラス注射として投与し、チップ角度４０度で上記と同一のＴ１強調グラジエントエコーシーケンスを使用して１２分間に渡り３０秒毎に同一スライスをイメージングした。
【００３７】
剖検
実験に引続き、麻酔過量投与により動物を致死させ、心臓を摘出し、右心室病変を貫いて断層ＭＲイメージングスライスに対応するスライスに切片作製した。病変の場所、形態、幅、長さおよび経壁の範囲を肉眼検査で測定かつ記録し、右心室病変を写真撮影して対応するＴ２および造影剤増強Ｔ１強調病変画像と照合した。熱傷害組織からの切片を長手方向に２等分し、組織学的染色（マッソンのトリクロムおよびヘマトキシリン・エオシン）のために提出した。標本は、その後、熱誘発性細胞傷害および壊死の範囲を測定するために包括的な形態変化（９）（例えば、詳細に描かれた細胞の接合部と核、および間質性浮腫）を特徴付けるために４０Ｘで顕微鏡下で分析した。
【００３８】
データ分析
ＲＦ送達後の心臓組織の時間的反応を測定するために、オフライン定量的分析パッケージ（Ｉｍａｇｅ　Ｔｏｏｌ、シオン・イメージ（Ｓｃｉｏｎ　Ｉｍａｇｅ）社製、ベセスダ、メリーランド州）を使用して、病変信号強度、長さ、幅および面積をＭＲ画像から直接測定した。各パラメータは、ベースライン時からアブレーション２０分後まで各タイムフレームについて１０回測定した。関心領域（ＲＯＩ）からの平均信号強度測定値をその後標準化（時間ｔでの平均ＲＯＩ信号強度をベースライン時信号強度で割る）し、時間の関数としてプロットした。Ｔ１強調イメージング上でもガドリニウム注射後に同様の方法を使用した。さらに、アブレーション前後に単一振幅および波形における変化についてＩＥＧＭｓを分析した。フリーハンド面積測定法によるＭＲ病変サイズの正確かつ一貫性のある測定のために、病変を通っての信号強度の空間分布に関する定量的除外基準を確立することが必要であった。これは、正常心筋信号強度にＲＯＩ強度測定値から測定したバックグラウンドノイズの１標準偏差を加えたものより低い病変周辺のピクセル値を拒絶することによって達成した。肉眼検査での病変パラメータをＭＲ手動面積測定による病変パラメータとは無関係に測定し、比較した。
【００３９】
統計分析
アブレーション前後の平均信号強度、心内心電図振幅および組織複屈折強度における変化は、一対のｔテストを使用してｐ＜０．０５のレベルで有意と見なされた。ＭＲ検査と肉眼検査との間の病変面積測定値の比較はｐ＜０．０５のレベルで一対のｔテストを使用して線形回帰によって分析した。
【００４０】
結果
カテーテルの位置決め
ＭＲ蛍光透視シーケンスを使って、すべての動物における心房および心室標的部位に操縦不可のカテーテルを成功裏に位置決めした。３匹の動物において、ＭＲカテーテルの配置は、頸静脈アクセスから右心房の下側壁を目標にして試みた（図２）。画像は、１秒で更新する１心拍毎に息止めなしで獲得した。上大静脈および下大静脈、心房中隔、右心房付属器、冠動脈洞、下大静脈弁隆線、卵円窩および三尖弁を含む幾つかの主要な心内解剖学的目標が成功裏に識別されたので、すべての動物における右心房解剖学的構造の詳細を理解できた。カテーテルは、動物３匹中２匹における全ナビゲーションシーケンスの間イメージングする平面に配置されたままである。電極と組織との接触は、重大な電極アーチファクト（図２ｆ）なしで視認でき、下側壁カテーテルの位置決めは各動物において成功し、再現性があった。右心室アブレーション部位はすべての動物において成功裏に標的とすることができ、電極ー組織接触面は、図３ｂに示されているように、高性能ＩＥＧＭｓ（振幅＝１０．７ｍＶ）によって確認されたビジュアルカテーテル安定性をもってＦＧＲＥイメージング中に明瞭に視認できた（図３ａ）。
【００４１】
ＭＲＩ病変可視化（ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）および空間的信号反応
すべての動物における右心室標的部位で病変を成功裏に作製して視認できた。心室病変は、アブレーションカテーテルチップにすぐ隣接する明瞭に輪郭が描かれた高強度領域として見え、ＲＦ送達２分後には検出可能であった（図４）。病変信号強度反応は、図４ｃに約２分間の時間分解能で示されており、最初の３つの時点はアブレーション前のベースライン時心筋信号強度を表している。平均強度は、初期１０分間に渡って線形に増加し、その後にプラトーが続いた。アブレーション１５分後の平均ＦＳＥ信号強度は、ベースライン時心筋強度より１．９±０．４倍高く（ｐ＜０．０５）、信号プラトーまでの平均所要時間は１２．２±２．１分間であった。ＦＳＥイメージング時間は、１スライス当たり平均１．７±０．３分間であった。この画像のシーケンスの約３０分後に、７ｍＬ末梢ガドリニウム注射の前後に同一断層スライスのＴ１−ＦＧＲＥ画像を獲得した（図５ａ、ｂ）。病変境界は造影剤注射６０秒後に明瞭に画定された。造影剤増強病変についての強度対時間データ（時間分解能＝３０秒間）は、ガドリニウムの迅速な初期吸収および次の数分間に渡っての漸進的ウォッシュアウトを示した（図５ｃ）。損傷していない心筋の隣接領域についてのデータは、統計的有意に低いレベルの増強を示し、イメージング間隔に渡って同様の時間的経過に従った（Ｌ　１３±０．１２対１．５５±０．１６、ｐ＜０．０５）。ＭＲ蛍光透視誘導下で、カテーテルを右心室尖部から移動させて、右心室自由壁上に再位置決めした。ＲＦ送達前後のＦＳＥ画像は、それぞれのＩＥＧＭ記録と共に図６に示されている。大きな病変は、アブレーションカテーテルチップにすぐ隣接して視認され、アブレーションの１１．２分後に発生したピーク強度と共に、右心室尖部病変で測定されたものに類似する時間的反応を示した。すべての動物からのデータを考察すると、ＩＥＧＭ振幅は、アブレーション前の平均値１０．３±３．１ｍＶからＲＦ送達後の２．２±３．３ｍＶに低下した（ｐ＜０．０５）。図７は、心室病変の空間的および時間的形成を特徴付ける一連の病変プロファイルのプロット図である。病変プロファイルは、単一タイムフレームに対して図７ａに示されているように、病変を通過する固定空間的ドメインに渡る単純な信号強度のプロットである。三次元表面プロットは、一連のこれらのプロファイルを経時的に表しており、ｚ軸が色分けされた信号強度を表し、ｘ軸およびｙ軸が各々ＲＦ送達後の位置および時間を表している。病変は、矢印で示されたベースライン時レベルから信号強度およびサイズが劇的に増大する。最大信号強度および病変面積は、ＲＦ送達後、各々１２．２±２．１分後および５．３±１．４分後に達成された。
【００４２】
肉眼検査と組織病理学検査との相関
肉眼検査での右心室尖部病変とアブレーション１０分後にＭＲによって引き出された画像との直接目視比較は、類似の病変形状を示した（図８）。肉眼検査で測定した病変の幅および長さは、ＭＲ由来測定値と良好に相関していた（幅：６．７±０．５対７．１±０．９ｎｉｍ、ｐ＜０．０５、長さ：９．４±１．５対９．９±０．９、ｐ＜０．０５）。ＭＲ病変深さは、３匹の動物において定量的に評価でき、これも肉眼検査測定値と良好に一致した（深さ：３．４±２．１対３．１±１．２ｍｍ、ｐ＜０．０５）。全病変は、一連の３つの求心性楕円形ゾーンから構成された。凝固壊死の領域を表す黒っぽい内側部分（第１ゾーン）、病変の中心から約４ｍｍ伸びている出血および炎症細胞の周囲の青白い周辺円形ゾーン（第２ゾーン）、およびさらに２〜３ｍｍ伸びている薄い紫色の縁から構成される最も外側の領域（第３ゾーン）である。低出力トリクロム染色組織学標本は、すべての動物における天然の損傷していない組織から病理的病変の境界を明確に確定した。肉眼的および組織病理的検査で測定された右心室ＭＲ由来病変の空間的範囲と傷害の実際の範囲との間に説得力ある一致および相関が観察された（５５．４±７．２対４９．７±５．９ｍｍ、ｒ＝０．９５８、ｐ＜０．０５）。
【００４３】
主要な観察所見
本研究は、高周波アブレーション後の心臓病変の時間的および空間的発達を特徴付けるための新しく開発されたリアルタイム・インタラクティブ心臓ＭＲＩシステムを伴った新規のＭＲＩ適合性インターベンショナル電気生理学ハードウエアシステムに関する。この観察所見は、１）特殊高周波フィルタを使用して高周波アブレーション療法中にＭＲ画像およびＩＥＧＭｓを獲得できる、２）非磁性ＭＲ適合性インタラクティブ走査カテーテルはインタラクティブ走査平面改変を伴った高速ＭＲイメージングシーケンスを使用して右心房および右心室標的に成功裏に配置できる、３）アブレーションされた心臓組織における局所的変化は、ＦＳＥおよびＦＧＲＥ画像を用いて検出でき視認できる、４）熱誘発性壊死の空間的範囲は熱傷害の直後にＭＲＩによって正確に定量できる、および５）病変経壁性を評価できる、ことを示している。これらの結果は、インターベンショナルＭＲＩによる心臓アブレーション療法の誘導、送達およびモニタリングのために重要な意味を有するであろう。
【００４４】
ＭＲ誘導カテーテルの位置決め
右心房および右心室部位は、リアルタイムＭＲ蛍光透視パルスシーケンスを使用して操縦不可のカテーテルを用いてすべての動物において成功裏に標的とされた。走査平面をインタラクティブに改変できる能力と共に心臓内解剖学的構造の高分解能画像は、グラフィカル・インターフェースを使用して標準蛍光透視画像をリアルタイムで定義できたために、ターゲティングおよび正確な病変の位置決めを相当に向上させた。正確な心房カテーテルの位置決めは、心臓内解剖学的構造と不整脈基質との関係がますます理解されてくるにつれて、様々な上室性不整脈の研究のために臨床的重要性がある。不整脈惹起性病巣をマッピングかつ識別するための現行技術は、Ｘ線透視下でのカテーテルの動きによって生成される低分解能電圧マップを基礎にしている。解剖学的情報が限定されることに加えて、Ｘ線透視下でのカテーテル操作は骨が折れ、再現性が不良である。解剖学的なＭＲＩ誘導電気生理学的マッピングは、臨界的不整脈惹起性基質の位置決め精度を有意に向上させるであろう。
【００４５】
ＭＲ誘導カテーテルの位置決めのもう１つの極めて重要な特徴は、電極−心内組織接触面を視認する能力であり、これはＲＦ組織送達の効率を向上させることによって病変サイズを増大させることを示している。蛍光透視カテーテル安定性および心電図などの電極接触の伝統的インジケータは有用であるが、これらのパラメータは電極−組織接触の相対的に無感応なインジケータである。しかし、受動的ＭＲカテーテルトラッキングの重要な限界は、イメージングスライス（典型的には５〜１０ｍｍの幅）内でカテーテルを操作する必要があることで、これはカテーテルの湾曲やループが一般的な幾何学的に複雑な血管および心臓の房室におけるカテーテルの位置決め中には特に困難になるであろう。これは、ＭＲＩシステムにスライスの場所を通る迅速な掃引ができることを要求している。ＭＲＩカテーテルのポジショニング精度を向上させるために、房室のインタラクティブ三次元画像上にスーパーインポーズされたアブレーションカテーテルチップのｘ、ｙ、ｚ空間座標を提供するアクティブなトラッキング技術を現在開発中である。
【００４６】
インビボ病変可視化
多分、ＭＲＩ誘導療法の最も大きな長所の１つは、高度の時間および空間分解能で病変形成を視認しモニタリングする能力である。本研究では、右心室病変を作製し、Ｔ２強調高速スピンエコーシーケンスおよびガドリニウム増強Ｔ１強調高速グラジエントリコールエコーシーケンスの両方を用いて視認した。ＦＳＥを使用して画像描出した病変は、実際にカテーテルチップにすぐ隣接する楕円形の高強度領域に急に見えたが、しかし、可逆性および不可逆性損傷ゾーンは視認できなかった。アブレーション３０分後のＦＧＲＥ造影剤増強病変は、注射後に迅速なガドリニウム吸収を示し、ＦＳＥ画像に類似する罹患領域を示した。これら２つのシーケンスについての病変増強のメカニズムは、極めて異なり、インビボ組織傷害および病変形成の生物物理学的洞察に役立つであろう。
【００４７】
高速スピンエコーイメージング。ＭＲＩは、間質性浮腫、充血、構造変化、細胞収縮および組織凝固などの心臓組織における熱誘発性生物物理学的変化の結果として生じるＴ１およびＴ２緩和パラメータにおける１つ以上の特異的変化を検出することができる。ＭＲＩによって検出可能なパラメータの状況における一般的な一連の作用を考察すると、急性間質性浮腫は、Ｔ２強調ＦＳＥイメージングによって観察される損傷の領域を表している高強度領域の原因である可能性が最も高いと考えられる。浮腫反応は、水およびタンパク質が血管を内張りしている内皮細胞内の間隙を通って漏れ出て、間質腔内に進入することを惹起する傷害の数秒間以内に局所的炎症性細胞からの血管作用性ポリペプチド類の放出によって媒介される。この非結合陽子数におけるほぼ即時の局所的増加は、組織のＴ２緩和定数を増加させ、解剖学的病変の空間的範囲を表すと思われる高強度領域を生じる。さらに、１０〜１５分間に渡るその後の病変形成を伴うアブレーションの１〜２分後の病変検出は、局所的急性間質性浮腫の時間的生理的反応と一致している。
【００４８】
造影剤増強高速グラジエントリコールエコーイメージング。アブレーション病変はＴ１−ＦＧＲＥイメージング法単独では視認できなかったが、病変の空間的範囲はガドリニウム−ＤＴＰＡの末梢投与に続いたこのシーケンスを用いて極めて明確に境界が画定された。この増強は、Ｔ２−ＦＳＥ画像について記載された動的病変検出とは明確に異なっており、ガドリニウムが損傷した心筋における増強された信号強度を達成する物理的および生理的メカニズムを考察することによって説明できる。ガドリニウム−ＤＴＰＡは、水の陽子と相互作用してより短いＴ１緩和時間を誘発することによって信号増強作用を発揮する。損傷していない心筋においては、この大きな分子は、細胞膜に浸透することができず、従って細胞外間隙に限定される。しかし、心内アブレーション後には、損傷／破裂した細胞膜は、造影剤が細胞内間隙に浸透することを許容し、造影剤の分布量を有意に増加させ、その結果としてＴ１強調画像上の組織の「より明るい」ボクセル（三次元ピクセル）を生じる。
【００４９】
実際に実施するために、イメージング時間が有意に減少し、心臓ゲーティングおよび息止めなしで高品質画像を獲得することができるので、ＦＧＲＥイメージングは、心臓アブレーション療法にはＦＳＥより好ましい。造影剤増強病変イメージングの重要なパラメータは、最適ガドリニウム吸収のためのアブレーション後所要時間である。本研究では、アブレーション３０分後に造影剤を注射し、心筋の罹患領域におけるガドリニウムの迅速な吸収を観察した。しかし、病変がどの程度急速に造影剤を吸収できるのかについては分かっていない。この問題に対する解答は、直接的な臨床的意味を有しており、さらにインビボ病変形成の生物物理学的メカニズムに関する追加の洞察に役立つであろう。
【００５０】
他のイメージング様式との比較
いくつかの研究は、インビトロで心臓アブレーション療法を誘導して熱病変を視認するための心臓内超音波の有益性を示している。Ｅｐｓｔｅｉｎらによる近年の研究は、犬モデルにおける線形右心房病変を作製することについての心臓内超音波と蛍光透視誘導とを比較した。超音波は、ターゲティング、エネルギー送達および病変形成を有意に向上させた。これらの報告書は有望であるが、このアプローチの限界としとは、相対的に不良な空間分解能、左心房および右心房の限定された視認のみ、複数の心臓内カテーテルを区別することができないこと、補足的なＸ線蛍光透視の必要性、およびインビボの熱傷害の空間的範囲を正確に定量できないことが含まれる。光ファイバープローブを使用した右心房の解剖学的構造および高周波病変の直接的なインビボ視認も、また、熱誘発性心筋色変化に基づいて熱傷害をモニタリングされる場所では成功裏に実施されている。プローブによって作成される相対的に小さな視野に加えて、この方法は、主観的であるので、不可逆的に損傷した組織を正確に表すことはできない。
【００５１】
ＭＲＩ誘導アブレーションは上記の限界には制約されていないが、該技術およびシステムは発達の初期段階であり、非磁性カテーテル、モニタリング装置および電磁フィルタリングシステムを含む多数の技術的必要条件がある。さらに、走査装置ハードウエアにおける新しい進歩はリアルタイムＭＲイメージング（２０フレーム／秒）を可能にしてきたが、受動的カテーテルトラッキングは、カテーテルがイメージング平面を退去することを惹起する複雑なカテーテル運動によって混乱する可能性がある。最後に、初回ＲＩＦ送達後の病変形成が遅延する性質は、病変サイズの即時の評価を混乱させる。
【００５２】
臨床的意味
この報告書に記載したアプローチは高周波アブレーションによって治癒可能なすべての心臓不整脈に対して適用できるが、該アプローチは、特に、単一病巣のアブレーションよりむしろ多数の線形に並んだ病変の正確な位置決めを必要とする複雑性不整脈（例、心房粗動、冠動脈疾患を併発している心室性頻拍および先天性心疾患に対する手術後の回帰性心房性頻拍）に好適であろう。しかし、ＭＲ誘導インターベンショナル電気生理学によって最高に影響を受ける可能性がある領域は、心房細動の管理にある。臨界的病巣部位の向上した解剖学的ターゲティングに加えて、高空間分解能で心房病変の空間的範囲を直接に視認する能力は、線形経壁心房病変の位置決めを容易にすることに役立ち、不連続病変のリアルタイム・インタラクティブ検出および排除を許容するであろう。不連続病変を伴ったアブレーションラインは効果がないだけではなく不整脈惹起性である可能性が示されているので、この潜在力には特別な重要性があると考えられる。さらに、病変の時間的進展を特徴付ける能力は、治療の滴定およびアブレーション標的量外の組織の損傷の回避のために使用できるが、観察された病変の遅延性生物物理的反応は病変サイズの即時の評価を混乱させる可能性がある。これらの結合された利点は、全部が電離放射線を使用せずに、伝導ブロックのために必要な病変数を減少させ、手技時間を減少させ、さらに穿孔のリスクを減少させることができる。
【００５３】
結論
これらの研究は、インビボで高周波心臓アブレーションをＭＲＩ誘導下で実施できることを示した。カテーテルは、グラジエントエコー画像において明瞭に確定され、容易にポジショニングされ、さらに心室アブレーション病変の空間的および時間的範囲は、標準心臓位相アレイ胸部コイルを用いたＴ２強調高速スピンエコーイメージング法およびＴ１強調造影剤増強高速グラジエントエコーイメージング法を使用して正確に視認することができる。さらに、ＭＲＩによる病変サイズは、実際の死後の病変サイズと良好に一致し、イメージング中に高性能心臓内電気生理学的信号を獲得しモニタリングすることができる。ＭＲＩ誘導心臓アブレーションは、電離放射線被爆を排除し、正確な療法滴定を提供するのに役立ち、線形の連続性かつ経壁病変の作製を容易にする有用な技術であり、さらに新規のアブレーション技術およびテクノロジーの生理学的作用への洞察に役立つであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、高周波フィルタを使用しない場合（１ａ）および使用した場合（１ｂ）の、ＲＦ送達中に獲得された写真による図（１ａ、及び１ｂ）である。
【図２】
図２は、右心房の下方側壁上でのカテーテルの位置決めの写真による図（２ａ乃至２ｆ）である。
【図３】
図３は、右心室尖部（ＲＶＡ）における電極ー組織接触面を含むアブレーション前スピンエコー画像の写真による図（３ａ）及びイメージング中に獲得された対応する高振幅心電図（３ｂ）である。
【図４】
図４は、右心室尖部高周波アブレーション（ＲＦＡ）のアブレーション前およびアブレーション後ＦＳＥ画像の写真による図（４ａ、４ｂ）、及び約２．０分間の時間分解能を用いた右心室尖部病変に対する対応する平均的な強度対時間データを示す図（４ｃ）である。
【図５】
図５は、末梢７ｍＬガドリニウム−ＤＴＰＡ造影剤の投与前（５ａ）および投与後（５ｂ）におけるＴ１強調グラジエントエコー画像を含む、ａ）チップｎの位置、およびｂ）アブレーションされた組織の、病変作製前および後の画像の写真による図（５ａ、及び５ｂ）、及び時間分解能が約３０秒間である、右心室病変および正常心筋の隣接セグメントに対する時間的反応を含む対応する病変強度データを示す図（５ｃ）である。
【図６】
図６は、アブレーション前およびアブレーション１０分後（６ｂ）の、右心室自由壁の高速スピンエコー画像の写真による図、及び（６ａ）および（６ｂ）のそれぞれに対応する心電投影図（６ｃ、及び６ｄ）である。
【図７】
図７は、強度プロファイル線の空間的位置を用いた右心室尖部病変の図（７ａ）、病変の時間的評価中の時間の単一点について生じた強度対位置データを示す図（７ａ）、及び時間における幾つかの強度プロファイルをプロットすることによって作製された、右心室病変の時間的および空間的発達に関する三次元表面プロット図（７ｂ）である。
【図８】
図８は、肉眼検査（８ａ）およびＭＲＩ（８ｂ）による右心室尖部病変外観の直接的目視比較の写真による図である。
【図９】
図９は、ＭＲおよび死後病変領域のグラフによる比較を示す図である。
【図１０】
図１０は、本発明による遠位アセンブリを装備した操縦可能なアブレーションカテーテルの平面図である。
【図１１】
図１１は、図１０のカテーテルを操縦するために使用できるコントロールハンドルの詳細な透視図である。
【図１２】
図１２は、所定の曲率半径を有する図１０のカテーテルの遠位端の平面図である。
【図１３】
図１３は、所定の曲率半径に遠位で概して線形形状を有するように変形された、図１０のカテーテルの遠位端の平面図である。
【図１４】
図１４は、図１０の遠位端部アセンブリの分解組み立て透視図である。
【図１５】
図１５は、図１０のカテーテルの、一部は断面で示された正面図（１５Ａ）、及び（１５Ａ）のカテーテルのより近位の、（１５Ａ）のカテーテルにマッチラインＡ−Ａに沿って接続している部分の、一部は断面で示された正面図（１５Ｂ）である。
【図１６】
図１５Ａの線１６−１６に沿って実質的に切り取られた断面図である。
【図１７】
図１５Ａの線１７−１７に沿って実質的に切り取られた断面図、及び操縦したときに所定の曲率半径に遠位で概して直線状の区間を有するように変形された図１０のカテーテルを図示している図１５Ａの線１７Ａ−１７Ａに沿って実質的に切り取られた断面図（１７Ａ）である。
【図１８】
図１５Ｂの線１８−１８に沿って実質的に切り取られた断面図である。

Claims

ＭＲＩシステムに適合するアブレーションカテーテルであって、ＭＲＩ適合材料から作られている少なくとも１個の電極が遠位端部アセンブリ上に支持されている、各々がＭＲＩ適合材料から作られているシャフトおよび前記遠位端部アセンブリと、前記電極へ接続されていて前記電極から前記シャフトの近位端まで伸びている、ＭＲＩ適合材料から作られている少なくとも１本のワイヤとを備えているアブレーションカテーテル。
前記カテーテルが操縦可能で前記シャフトおよび遠位端部アセンブリを通って伸びている複数の操縦用ケーブルを含んでおり、前記操縦用ケーブルがＭＲＩ適合材料から作られている請求項１記載のアブレーションカテーテル。
前記シャフトがポリウレタン製チューブ、ブレード押出品およびウーブンダクロンの１つから作られている請求項１記載のアブレーションカテーテル。
前記シャフトがポリウレタン製チューブおよびブレード押出品から作られている請求項１記載のアブレーションカテーテル。
前記シャフトがポリウレタン製チューブおよびウーブンダクロンから作られている請求項１記載のアブレーションカテーテル。
前記シャフトがポリウレタン製チューブ、ブレード押出品およびウーブンダクロンから作られている請求項１記載のアブレーションカテーテル。
前記ワイヤが銅、銅合金およびベリリウム銅の１つから作られている請求項１記載のアブレーションカテーテル。
さらにＭＲＩ適合材料から作られたスナップ式遠位端部アセンブリを含む請求項１記載のアブレーションカテーテル。
前記スナップ式遠位端部アセンブリがポリウレタンから作られている請求項８記載のアブレーションカテーテル。
前記スナップ式遠位端部アセンブリがスナップ式構造を提供する複数の噛合い可能なコンポーネントを含み、前記噛合い可能なコンポーネントが本質的に圧縮性のプラスチックから作られている請求項８記載のアブレーションカテーテル。
前記噛合い可能なコンポーネントがポリカーボネートおよびＵＬＴＥＭ（登録商標）の１つから作られている請求項１０記載のアブレーションカテーテル。
前記スナップ式遠位端部アセンブリがさらにその中にポッティングコンパウンドが注入されるコアを含んでいる請求項７記載のアブレーションカテーテル。
前記コアが遠位端部電極内に含まれている請求項１２記載のアブレーションカテーテル。
前記ポッティングコンパウンドがＴＲＡ−ＢＯＮＤ　ＦＤＡ−２エポキシである請求項１２記載のアブレーションカテーテル。
さらにＭＲＩ適合材料から作られた温度センサおよび温度センサ導線を含み、前記温度センサ導線が前記温度センサから前記シャフトの近位端まで伸びている請求項１記載のアブレーションカテーテル。
前記温度センサ導線が銅およびコンスタンチンから作られている請求項１５記載のアブレーションカテーテル。
前記シャフトが近位端部分を有し、前記カテーテルがさらに前記シャフトの前記近位部分に補強スプリングを含み、前記補強スプリングがＭＲＩ適合材料から作られている請求項１記載のアブレーションカテーテル。
前記補強スプリングが真鍮から作られている請求項１７記載のアブレーションカテーテル。
各々がＭＲＩ適合材料から作られ、シャフトが近位部分を有しているシャフトおよび遠位端部アセンブリと、
ＭＲＩ適合材料から作られ、前記遠位端部アセンブリ上に支持されている電極、および前記電極に接続され、前記電極から前記シャフトの近位端まで伸びている、ＭＲＩ適合材料から作られている第１ワイヤと、
操縦可能で、前記シャフトおよび前記遠位端部アセンブリを通って伸びている、ＭＲＩ適合材料から作られている複数の操縦用ケーブルを含む前記カーテルと、
ＭＲＩ適合材料から作られたスナップ式遠位端部アセンブリと、
ＭＲＩ適合材料から作られている、前記シャフトの近位部分にある補強スプリング、および
ＭＲＩ適合材料から作られている温度センサおよび前記温度センサに接続され、前記温度センサから前記シャフトの前記近位部分まで伸びているＭＲＩ適合材料から作られている第２ワイヤを備えているＭＲＩシステムに適合するアブレーションカテーテル。
前記シャフトが、ポリウレタンチューブ、ウーブンダクロンおよびブレード押出品の１つから作られ、
前記第１ワイヤが銅、銅合金およびベリリウム銅の１つから作られ、
前記操縦用ケーブルの少なくとも１本がステンレススチールから作られ、
前記スナップ式遠位端部アセンブリの少なくとも１つのコンポーネントがポリウレタンから作られ、
前記補強スプリングが真鍮から作られ、
前記第２ワイヤが銅およびコンスタンチンから作られている請求項１９記載のアブレーションカテーテル。
非磁性材料から作られている少なくとも１個の電極が遠位端部アセンブリ上に支持されている、各々が非磁性材料から作られているシャフトおよび前記遠位端部アセンブリと、前記電極へ接続され、前記電極から前記シャフトの近位端まで伸びている、非磁性材料から作られている少なくとも１本のワイヤとを備えているＭＲＩシステムに適合するアブレーションカテーテル。
前記カテーテルが操縦可能で前記シャフトおよび遠位端部アセンブリを通って伸びている複数の操縦用ケーブルを含み、前記操縦用ケーブルが非磁性材料から作られている請求項２１記載のアブレーションカテーテル。
前記シャフトがポリウレタン製チューブ、ブレード押出品およびウーブンダクロンの１つから作られている請求項２１記載のアブレーションカテーテル。
前記シャフトがポリウレタン製チューブおよびブレード押出品から作られている請求項２１記載のアブレーションカテーテル。
前記シャフトがポリウレタン製チューブおよびウーブンダクロンから作られている請求項２１記載のアブレーションカテーテル。
前記シャフトがポリウレタン製チューブ、ブレード押出品およびウーブンダクロンから作られている請求項２１記載のアブレーションカテーテル。
前記ワイヤが銅、銅合金およびベリリウム銅の１つから作られている請求項２１記載のアブレーションカテーテル。
さらに非磁性材料から作られたスナップ式遠位端部アセンブリを含む請求項２１記載のアブレーションカテーテル。
前記スナップ式遠位端部アセンブリがポリウレタンから作られている請求項２８記載のアブレーションカテーテル。
前記スナップ式遠位端部アセンブリがスナップ式構造を提供する複数の噛合い可能なコンポーネントを含み、前記噛合い可能なコンポーネントが本質的に圧縮性のプラスチックから作られている請求項２８記載のアブレーションカテーテル。
前記噛合い可能なコンポーネントがポリカーボネートおよびＵＬＴＥＭ（登録商標）の１つから作られている請求項３０記載のアブレーションカテーテル。
前記スナップ式遠位端部アセンブリがさらにその中にポッティングコンパウンドが注入されるコアを含んでいる請求項２７記載のアブレーションカテーテル。
前記コアが遠位端部電極内に含まれている請求項３２記載のアブレーションカテーテル。
前記ポッティングコンパウンドがＴＲＡ−ＢＯＮＤ　ＦＤＡ−２エポキシである請求項３２記載のアブレーションカテーテル。
さらに非磁性材料から作られた温度センサおよび温度センサ導線を含み、前記温度センサ導線が前記温度センサから前記シャフトの近位端まで伸びている請求項２１記載のアブレーションカテーテル。
前記温度センサ導線が銅およびコンスタンチンから作られている請求項３５記載のアブレーションカテーテル。
前記シャフトが近位端部分を有し、前記カテーテルがさらに前記シャフトの前記近位部分に補強スプリングを含み、前記補強スプリングが非磁性材料から作られている請求項２１記載のアブレーションカテーテル。
前記補強スプリングが真鍮から作られている請求項３７記載のアブレーションカテーテル。
各々が非磁性材料から作られ、前記シャフトが近位部分を有しているシャフトおよび遠位端部アセンブリと、
非磁性材料から作られ、前記遠位端部アセンブリ上に支持されている電極、および前記電極に接続され、前記電極から前記シャフトの近位端まで伸びている非磁性材料から作られている第１ワイヤと、
操縦可能で、前記シャフトおよび前記遠位端部アセンブリを通って伸びている、非磁性材料から作られている複数の操縦用ケーブルを含む前記カテーテルと、
非磁性材料から作られたスナップ式遠位端部アセンブリと、
非磁性材料から作られている、前記シャフトの近位部分にある補強スプリング、および
非磁性材料から作られている温度センサおよび前記温度センサに接続され、前記温度センサから前記シャフトの前記近位部分まで伸びている非磁性材料から作られている第２ワイヤを備えているＭＲＩシステムと適合するアブレーションカテーテル。
前記シャフトが、ポリウレタンチューブ、ウーブンダクロンおよびブレード押出品の１つから作られ、
前記第１ワイヤが銅、銅合金およびベリリウム銅の１つから作られ、
前記操縦用ケーブルの少なくとも１本がステンレススチールから作られ、
前記スナップ式遠位端部アセンブリの少なくとも１つのコンポーネントがポリウレタンから作られ、
前記補強スプリングが真鍮から作られ、
前記第２ワイヤが銅およびコンスタンチンから作られている請求項３９記載のアブレーションカテーテル。