Navigazione magnetica a distanza per Preciso, posizionamento del catetere in tempo reale e ablazione in Elettrofisiologia Cardiaca Procedure
21 aprile 2013
Questo rapporto fornisce una descrizione dettagliata di un nuovo sistema di navigazione a distanza basato su forze trascinamento magnetico, che è stato recentemente introdotto come un nuovo strumento robotico per le procedure di elettrofisiologia cardiaca umani.
Questo protocollo utilizza un nuovo sistema di navigazione remota basato su forze magnetiche, recentemente introdotto come nuovo strumento robotico per le procedure di elettrofisiologia cardiaca umana. Ciò viene realizzato posizionando innanzitutto il paziente sul tavolo operatorio, dove il personale medico accede all'asse femorale destro e sinistro della BA e posiziona manualmente i cateteri all'interno delle camere cardiache. Un sistema basato su otto elettromagneti con nucleo a bobina genera un campo magnetico dinamico, che consente la navigazione remota di cateteri altamente flessibili magnetizzati mediante rapidi cambiamenti nell'intensità del campo magnetico.
Un catetere magnetizzato viene introdotto nelle camere cardiache per la ricostruzione geometrica tridimensionale mediante un sistema di mappatura elettroanatomica. Successivamente, il circuito aritmico viene caratterizzato utilizzando la navigazione remota e manovre elettrofisiologiche come il mappaggio di ingresso. Infine, i risultati mostrano un efficace erogazione a distanza di radiofrequenza nel sito bersaglio localizzato durante la fase di mappatura.
Sono stati sviluppati nuovi sistemi di navigazione remota per facilitare la navigazione e aumentare la stabilità mentre l'operatore si trova lontano dal lettino del paziente. Tuttavia, la prima generazione di questi sistemi presenta diverse limitazioni. Un sistema di navigazione del catetere sviluppato di recente utilizza otto elettromagneti posizionati intorno al tronco del paziente.
Questo consente un rapido movimento quasi in tempo reale della punta del catetere in base a rapidi cambiamenti dinamici dei campi magnetici generati da questi elettromagneti. Il sistema di controllo e guida del catetere e di imaging (CGCI) utilizza potenti elettromagneti per produrre un campo magnetico altamente agile all'interno di un'area di controllo efficace, ottimizzata per focalizzare e contenere il campo magnetico quasi interamente all'interno della camera magnetica. Il sistema non produce alcun campo magnetico quando non è in modalità di guida magnetica.
I generatori di campo magnetico forniscono coppia e forza per muovere, posizionare e indirizzare la punta di un catetere dotato di una pasticca magnetica permanente fissata a tale punta. Il sistema robotico comprende una consolle operativa, il computer controller CGCI e un meccanismo motorizzato per l'avanzamento lineare del catetere. Il sistema utilizza un joystick standard a tre assi, che viene impiegato per ruotare il campo magnetico e avanzare o ritrarre manualmente il catetere.
Un controller 3D viene utilizzato per spingere il catetere in qualsiasi direzione orientata rispetto allo schermo. L'arco a C a raggi X può essere ruotato o estratto dalla console di operazione mediante la finestra di dialogo dei raggi X. La console di operazione unifica la visualizzazione del sistema CGCI all'interno del sistema di registrazione NEX EP, dell'ecografia intracardiaca e dei raggi X.
Consente il controllo diretto tramite tastiera e mouse del sistema Navi interno e del sistema di registrazione EP. Solitamente, lo schermo centrale viene utilizzato per la visualizzazione interna e per i grafici sovrapposti CECI. Il paziente viene preparato all'esterno della camera magnetica.
Il personale medico ottiene l'accesso all'asse venoso femorale destro e sinistro in anestesia locale per procedure di ablazione della fibrillazione atriale. Un catetere decap, uno colare e uno a vite vengono inizialmente posizionati rispettivamente nel seno coronarico e nel setto atriale destro. Viene inoltre posizionata una sonda ecocardiografica intravascolare per eco cardiografia transesofagea nel cuore destro.
Successivamente, si esegue il consueto approccio diagnostico al meccanismo dell'aritmia. Una volta confermato il meccanismo di flutter atriale sinistro, si accede all'atrio sinistro mediante un introduttore transettale e un monitoraggio continuo delle dimensioni.
Un catetere multipolare viene inoltre posizionato nell’atrio sinistro attraverso la puntura transettale. Per la navigazione remota, utilizzare un catetere di ablazione magnetico introdotto attraverso una guida speciale con elettrodi. Il dispositivo motorizzato aggiunge o rimuove il blocco dei cateteri.
Il dispositivo è composto da un riduttore per ruota sterilizzabile e da una base del motore. Include inoltre una clip monouso per il rivestimento e un supporto per la gamba. Il rivestimento viene montato nella clip e il catetere viene inserito nel rivestimento e avanzato manualmente nell'atrio sinistro, il cui posizionamento è confermato dal sistema di mappatura e dalla fluoroscopia.
Successivamente, la linea del catetere viene posizionata tra i rulli del riduttore del motore tirando indietro la leva del pollice. Il braccio a C a raggi X viene spostato nella sua posizione operativa all'interno della camera magnetica. Il lettino del paziente viene ora avanzato per localizzare il Torx all'interno del campo magnetico.
Successivamente, l'operatore lascia la sala operatoria e assume il controllo dalla consolle operatoria. Il catetere magnetico e la guaina speciale con elettrodi sono ora visualizzati sullo schermo centrale di CGCI e tutte le funzioni operative di Navi sono disponibili presso la consolle operatoria di CGCI. L'operatore utilizza un joystick a tre assi con la mano sinistra per controllare l'entità del movimento del catetere.
Una mano destra utilizza un controller 3D per guidare il catetere verso un sito specifico nell'atrio sinistro modificando la direzione del campo magnetico. La freccia magnetica gialla indica la direzione del campo magnetico.
Un'icona magnetica visualizza i valori della potenza della bobina sotto forma di colori. Il verde indica un campo positivo intenso, mentre il rosso indica un campo negativo intenso. Successivo 3D.
La geometria viene costruita spostando a distanza il catetere all'interno dell'atrio sinistro e delle vene polmonari, della tensione di attivazione e della spaziatura della forza iniziale. Vengono generati mappe di intervallo per caratterizzare l'ablazione del circuito rigenerato. Le sedi bersaglio vengono identificate e localizzate sulla geometria 3D. In modalità di guida magnetica automatica, l'operatore può guidare automaticamente il catetere verso un bersaglio specifico facendo doppio clic su un'etichetta interna.
Questa rappresenta una caratteristica essenziale per creare linee di ablazione remote e automatiche. In modalità automatica, il sistema visualizza una finestra di dialogo di puntamento, che indica il tempo previsto per il bersaglio e lo stato della ricerca di puntamento.
È possibile un'intervento manuale durante una ricerca automatica utilizzando un joystick o un controller 3D per interrompere l'aritmia. L'energia a radiofrequenza viene erogata a un livello specifico come punto bersaglio, guidato manualmente o automaticamente, finché l'aritmia non termina e il segno ahy viene ripristinato interrompendo il circuito di rientro. La mancata reinduzione mediante stimolazione atriale rapida conferma l'eliminazione dell'aritmia.
La procedura termina dopo la rimozione dei cateteri, il riscaldamento e la compressione dei siti di puntura per ottenere l'emostasi. Questo sistema basato su elettromagnete permette una navigazione rapida e riproducibile, con una posizione del catetere precisa e stabile sui bersagli selezionati all'interno delle camere cardiache. Questi accorgimenti sono importanti per la creazione di lesioni transmurale e per guidare il catetere verso sedi anatomicamente difficili, specialmente in assenza di un'ampia esperienza manuale con il catetere.
Ciò può portare a procedure di ablazione più efficaci e sicure.
Panoramica
Questo rapporto descrive un nuovo sistema di navigazione remota che utilizza forze di guida magnetiche, progettato come strumento robotico per procedure di elettrofisiologia cardiaca.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Elettrofisiologia cardiaca
- Sistemi di navigazione robotica
- Applicazioni di campi magnetici
Sfondo
- I metodi tradizionali di navigazione del catetere presentano limitazioni.
- I sistemi di navigazione magnetica migliorano la stabilità e il controllo.
- I campi elettromagnetici possono guidare efficacemente i cateteri flessibili.
- I recenti progressi hanno migliorato la tecnologia di guida dei cateteri.
Scopo dello studio
- Introdurre un nuovo strumento robotico per procedure cardiache.
- Migliorare la precisione della navigazione del catetere.
- Valutare l'efficacia di un sistema di navigazione magnetica.
Metodi Utilizzati
- Posizionamento di cateteri all'interno delle camere cardiache.
- Utilizzo di un sistema elettromagnetico a otto bobine.
- Ricostruzione geometrica tridimensionale mediante mappatura elettro-anatomica.
- Navigazione remota e manovre elettrofisiologiche per la caratterizzazione delle aritmie.
Risultati principali
- Consegna efficace a distanza di radiofrequenza nei siti bersaglio.
- Maggiore stabilità e controllo durante la navigazione del catetere.
- La guida magnetica automatizzata ha migliorato l'efficienza del targeting.
- Caratterizzazione efficace dei circuiti aritmici.
Conclusioni
- Il nuovo sistema di navigazione mostra potenzialità nelle procedure cardiache.
- La guida magnetica può migliorare la manovrabilità del catetere.
- Ulteriori sviluppi potrebbero affrontare le limitazioni dei sistemi precedenti.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
I sistemi di navigazione magnetica remota affrontano sfide fondamentali nell'elettrofisiologia cardiaca consentendo un posizionamento preciso e stabile del catetere durante le procedure di ablazione. Questa tecnologia supporta la validazione degli obiettivi in substrati di aritmia complessi attraverso un controllo in tempo reale con retroazione, riducendo la variabilità procedurale e migliorando la riproducibilità. Migliorando l'accuratezza delle lesioni e l'indipendenza dell'operatore dal tavolo operatorio, contribuisce alla riduzione del rischio meccanicistico nei primi studi traslazionali sulle terapie cardiache.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Prima Fase della Scoperta e Validazione del Target
- Valore scientifico: Permette l'interrogazione di substrati aritmogeni grazie a un posizionamento del catetere preciso e stabile per il mappaggio e l'ablazione.
- Valore operativo: Riduce la dipendenza dall'abilità manuale, standardizzando la navigazione del catetere tra diversi operatori e laboratori.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Facilita la preparazione di ricostruzioni anatomiche 3D validate per la successiva valutazione elettrofisiologica.
- Valore operativo: Permette la generazione di geometrie ad alta fedeltà e riproducibili, essenziali per test ripetibili di composti o dispositivi.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Collega la scoperta alla validazione preclinica consentendo un targeting affidabile dei circuiti aritmici in modelli pertinenti alla malattia.
- Valore operativo: Fornisce una piattaforma riutilizzabile per studi longitudinali che richiedono un accesso ripetuto e preciso tramite catetere alle camere cardiache.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il sistema si integra nel flusso di lavoro della scoperta dell'elettrofisiologia cardiaca, supportando la verifica delle ipotesi mediante la caratterizzazione delle aritmie e consentendo un rilascio affidabile di interventi sui bersagli mappati.
- Biologia della scoperta: Supporta la chiarificazione dei percorsi e la riduzione del rischio meccanicistico consentendo una mappatura elettrofisiologica precisa e l'ablazione di substrati identificati.
- Screening: Migliora la prontezza del saggio attraverso un posizionamento stabile e riproducibile del catetere, garantendo misurazioni elettriche costanti.
- Analisi: Permette misurazioni quantitative di variabili dipendenti come il voltaggio di attivazione, gli intervalli di spaziatura e la formazione di lesioni da ablazione.
- Ricerca traslazionale: Collega la fase iniziale della scoperta alla continuità preclinica validando i bersagli in modelli che imitano i substrati aritmici umani.
- Riutilizzo aziendale: Funziona come una capacità condivisa tra laboratori di elettrofisiologia, riducendo la ridondanza nell'infrastruttura di navigazione.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Affidabilità predittiva nella localizzazione del bersaglio, riduzione dell'ambiguità meccanicistica nella caratterizzazione delle aritmie.
- Valore operativo: Standardizzazione, riproducibilità e scalabilità della navigazione del catetere tra diversi centri e studi.
- Valore strategico: Miglioramento delle decisioni di avanzamento o interruzione della validazione del bersaglio, maggiore efficienza nell'uso del capitale grazie alla riduzione degli insuccessi procedurali e riduzione del rischio biologico nella progressione traslazionale.
- Impatto sul portafoglio: Prioritizzazione corretta per rischio dei bersagli cardiaci in base a esiti di ablazione riproducibili e durata delle lesioni.
Considerazioni sull'implementazione
- Competenze nell’elettrofisiologia cardiaca, nella sicurezza del campo magnetico e nell’uso del software specifico del sistema.
- Strumentazione comprendente otto elettromagneti a nucleo di bobina, avanzamento motorizzato del catetere e imaging integrato (fluoroscopia, ultrasuoni, mappatura elettroanatomica).
- Standardizzazione condivisa tra i team di protocolli di navigazione, soglie di sicurezza e flussi operativi per il targeting, tra i gruppi di elettrofisiologia, ingegneria e imaging.
- Considerazioni adattative relative alle diverse anatomie cardiache, ai tipi di catetere e ai substrati aritmici nei modelli preclinici e clinici.
- I limiti pratici includono la necessità di ambienti sicuri per materiali ferromagnetici, il potenziale interferenza del campo con impianti metallici e la formazione specializzata per l’operazione remota tramite consolle.
