心臓電気生理学プロシージャでの正確なリアルタイムカテーテルポジショニングとアブレーション用のリモート磁気ナビゲーション
April 21st, 2013
このレポートでは、最近になって人間の心臓電気生理学の手順については、新しいロボットのツールとして導入されている磁気駆動力に基づいて、新しいリモートナビゲーションシステムの詳細な説明を提供します。
このプロトコルは、人間の心臓電気生理学手順のための新しいロボットツールとして最近導入された磁気駆動力に基づく新しいリモートナビゲーションシステムを利用しています。これは、医療スタッフが左右のBA大腿軸を取得し、カテーテルが手動で心臓室に配置される手術台上の患者の最初の位置によって達成されます。8コイルコア電磁石に基づくシステムは、動的磁場を生成し、磁場の大きさの急激な変化によって非常に柔軟な磁化されたカテーテルの遠隔ナビゲーションを可能にします。
磁化されたカテーテルを心室に導入し、電気解剖学的マッピングシステムを使用して3D幾何学的再構成を行います。次に、不整脈回路は、リモートナビゲーションとエントレインメントマッピングなどの電気生理学的操作を使用して特徴付けられます。最後に、結果は、マッピングステップ中にローカライズされたターゲットサイトでのリモート無線周波数配信が成功したことを示しています。
新しいリモートナビゲーションシステムは、オペレーターが患者テーブルから離れている間のナビゲーションを容易にし、安定性を高めるために開発されました。ただし、これらのシステムの第 1 世代にはいくつかの制限があります。最近開発されたカテーテルナビゲーションシステムは、患者の胴体の周りに配置された8つの電磁石を利用しています。
これにより、これらの電磁石によって生成される磁場の急速な動的変化に基づいて、カテーテル先端の迅速なほぼリアルタイムの移動が可能になります。カテーテルガイダンス コントロール&イメージングCGCIシステムは、強力な電磁石を使用して、効果的な制御領域内に非常に機敏な磁場を生成し、磁場をほぼ完全に磁場チャンバー内に集中させ、封じ込めるように最適化されています。このシステムは、磁気誘導モードになっていないときは磁場を生成しません。
磁場発生器は、この先端に取り付けられた永久磁石ペレットを備えたカテーテルの先端を移動、位置決め、および方向付けるためのトルクと力を提供します。このロボットシステムには、操作コンソール、CGCIコントローラーコンピューター、および電動リニアカテーテル前進メカニズムが含まれています。このシステムは、標準的な3軸ジョイスティックを使用しており、磁場を回転させ、カテーテルを手動で前進または収縮させるために使用されます。
3Dコントローラーを使用して、カテーテルをスクリーン指向の任意の方向に押します。X線Cアームは、X線ダイアログを使用して操作コンソールで回転または抽出することができます。操作コンソールは、NEX EP記録システム、心臓内超音波検査、X線検査内のCGCIシステムの表示を統一します。
これにより、キーボードとマウスで直接、NaviシステムやEPレコーディングシステムの内部をコントロールすることができます。通常、中央の画面は、内側の画面と CECI オーバーレイ グラフィックに使用されます。患者は磁気チャンバーの外で準備されます。
医療スタッフは、左心房フラット手術のために局所麻酔下で左右の静脈大腿骨を取得します。デキャップ、コラール、ねじ込みカテーテルは、最初にそれぞれ冠状静脈洞と右心房中隔に配置されます。血管内心臓エコー心エコー検査プローブも右オウムに配置されています。
次に、従来の不整脈メカニズムの精密検査を行います。左になると心房のフラットなメカニズムが確認されます。左心房への経中隔軸は、経中隔シースと連続的なサイズモニタリングを使用して達成されます。
多極カテーテルも経中隔穿刺を通じて左心房に留置されます。リモートナビゲーションには、電極付きの特別なシースを介して導入された磁気アブレーションカテーテルを使用します。電動デバイスは、カテーテルロックを追加または取り外します。
この装置は、滅菌可能なホイールドライブギアボックスとモーターベースで構成されています。また、使い捨てのシースクリップとレッグマウントも含まれています。シースはクリップに取り付けられ、カテーテルはシースに挿入され、手動で左心房に進められますが、これはマッピングシステムと透視法によって確認されます。
次に、親指レバーを引き戻すことにより、カテーテルラインをホイールドライブギアボックスのローラー間に配置します。X線Cアームは、磁気チャンバ内の操作位置に移動します。患者の厩舎は、磁場内でトルクスを局在化するために前進しました。
次に、オペレーターは操作室を出て、操作コンソールから制御を取ります。磁気カテーテルと電極付き特殊シースがセンタースクリーンに表示されるようになった CGCIとNavi内部の操作機能は、CGCIの操作コンソールですべて利用可能です。オペレーターは左手の3軸ジョイスティックを使用して、不足しているカテーテルの量を制御します。
右hand. 3Dコントローラーは、磁場の方向を変えることにより、カテーテルを左心房内の特定の部位に誘導するために使用されます。黄色の磁気矢印は磁場の方向を示しています。
磁気アイコンは、コイルの電力値を色で表示します。緑は強いポジティブな感触を示し、赤は強いネガティブなフィールドを示します。次へ 3D。
ジオメトリーは、カテーテルを左心房と肺静脈内で遠隔操作し、活性化電圧、および最初の力の間隔を空けることによって構築されます。インターバルマップは、再実行回路のアブレーションを特徴付けるために生成され、ターゲットが特定され、3Dジオメトリ上にローカライズされます。自動磁気ガイダンスモードでは、オペレーターは内側のラベルをダブルクリックすることで、カテーテルを特定のターゲットに自動的に誘導できます。
これは、リモートおよび自動アブレーションラインを作成するために不可欠な機能を表しています。自動モードでは、ターゲティング ダイアログが表示されます。これは、意図したターゲット範囲の時間とターゲティング検索のステータスを示します。
ジョイスティックまたは3Dコントローラーを使用して不整脈を終了させることにより、自動検索の手動介入が可能です。無線周波数エネルギーは、ターゲットポイントとして特定のサイトレベルに配信され、手動または自動で誘導され、不整脈が終了し、再突入回路の中断時にサインahyが回復します。No.速い心房ペーシングによる再導入は、不整脈の解消を確認します。
この手順は、カテーテル、ヒースを取り外し、止血のために穿刺部位を圧迫した後で終了します。この電磁石ベースのシステムにより、迅速で再現性のあるナビゲーション、心腔内の選択したターゲット上の正確で安定したカテーテル位置が可能になります。これらの固定具は、経壁病変の作成や、特に広範な手動カテーテルの経験がなくても、カテーテルを解剖学的に困難な部位に導くために重要です。
これにより、より効果的で安全なアブレーション手順が実現する可能性があります。
概要
このレポートは、心臓の電気生理学的処置用のロボットツールとして設計された、磁気駆動力を利用した新しいリモートナビゲーションシステムについて詳しく説明しています。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 心臓の電気生理学
- ロボットナビゲーションシステム
- 磁場応用
背景
- 従来のカテーテルナビゲーション方法には限界があります。
- 磁気ナビゲーションシステムは安定性と制御性を向上させます。
- 電磁場は柔軟なカテーテルを効果的に誘導できます。
- 最近の進歩により、カテーテル誘導技術が改善されました。
研究の目的
- 心臓の手術用に新しいロボットツールを導入すること。
- カテーテルナビゲーションの精度を向上させること。
- 磁気ナビゲーションシステムの有効性を評価すること。
使用した方法
- 心臓の心室へのカテーテルの位置決め。
- 8コイルコア電磁石システムの利用。
- 電気解剖図による3D幾何学的再構築。
- 不整脈の特徴づけのためのリモートナビゲーションと電気生理学的操作。
主要な結果
- ターゲット部位でのリモート高周波電流の成功した送達。
- カテーテルナビゲーション中の安定性と制御性の向上。
- 自動磁気ガイダンスがターゲティング効率を向上。
- 不整脈回路の効果的な特徴づけ。
結論
- 新しいナビゲーションシステムは心臓の手術に有望性を示しています。
- 磁気ガイダンスはカテーテルの操作性を向上させることができます。
- さらなる開発により、以前のシステムの限界に対処できる可能性があります。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Remote magnetic navigation systems address critical challenges in cardiac electrophysiology by enabling precise, stable catheter positioning for ablation procedures. This technology supports target validation in complex arrhythmia substrates through real-time, closed-loop control, reducing procedural variability and enhancing reproducibility. By improving lesion accuracy and operator independence from the table, it contributes to mechanistic de-risking in early translational studies of cardiac therapies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of arrhythmogenic substrates through accurate, stable catheter positioning for mapping and ablation.
- Operational Value: Reduces dependence on manual dexterity, standardizing catheter navigation across operators and laboratories.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Facilitates preparation of validated 3D anatomical reconstructions for downstream electrophysiological assessment.
- Operational Value: Supports high-fidelity, reproducible geometry generation essential for consistent compound or device testing.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Bridges discovery and preclinical validation by enabling reliable targeting of arrhythmia circuits in disease-relevant models.
- Operational Value: Provides a reusable platform for longitudinal studies requiring repeated, precise catheter access to cardiac chambers.
Pipeline & Workflow Integration
The system integrates into the cardiac electrophysiology discovery workflow, supporting hypothesis testing via arrhythmia characterization and enabling reliable delivery of interventions at mapped targets.
- Discovery Biology: Supports pathway clarification and mechanistic de-risking by allowing precise electrophysiological mapping and ablation of identified substrates.
- Screening: Enhances assay readiness through stable, reproducible catheter positioning for consistent electrical measurements.
- Analytics: Enables quantitative dependent variable measurements such as activation voltage, spacing intervals, and ablation lesion formation.
- Translational Research: Connects early discovery to preclinical continuity by validating targets in models that mimic human arrhythmia substrates.
- Enterprise Reuse: Functions as a shared capability across electrophysiology labs, reducing redundancy in navigation infrastructure.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target localization, reduction of mechanistic ambiguity in arrhythmia characterization.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability of catheter navigation across sites and studies.
- Strategic Value: Improved go/no-go decisions in target validation, capital efficiency through reduced procedural failure, and lowered biological risk in translational progression.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization of cardiac targets based on reproducible ablation outcomes and lesion durability.
Implementation Considerations
- Expertise in cardiac electrophysiology, magnetic field safety, and system-specific software operation.
- Instrumentation including eight coil-core electromagnets, motorized catheter advancement, and integrated imaging (fluoroscopy, ultrasound, electro-anatomical mapping).
- Cross-team standardization of navigation protocols, safety thresholds, and targeting workflows between electrophysiology, engineering, and imaging teams.
- Adaptation considerations for varying cardiac anatomies, catheter types, and arrhythmia substrates across preclinical and clinical models.
- Practical limitations include the need for ferromagnetic-safe environments, potential field interference with metallic implants, and specialized training for console-based remote operation.
