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Die Pulmonalvenenisolation (PVI) mithilfe von Kryoballonkathetern ist eine anerkannte Methode zur Behandlung von Vorhofflimmern (AF). Diese Methode bietet eine kürzere Behandlungsdauer als die klassische Therapie durch die Hochfrequenz- (HF) Ablation. Ziel dieser Studie war es, verschie-dene Kryoballonkatheter, HF-Ablationskatheter und Ösophaguskatheter in ein Herzrhythmusmodell zu integrieren und mit statischer und dynamischer Simulation elektrische und thermische Felder bei PVI unter Vorhofflimmern zu untersuchen.
Die Katheterablation mit Hochfrequenzstrom (HF) ist der Goldstandard für die Therapie vieler kardi-aler Tachyarrhythmien. Bei der HF-Ablation entstehen Temperaturen zwischen 50 °C und 70 °C, wo-durch bestimmte Strukturen im Herzgewebe gezielt zerstört werden können. Ziel der Studie ist, die HF-Ablation und deren Wärmeausbreitung in Bezug auf die zugeführte Leistung mit unterschiedli-chem Elektrodenmaterial und Elektrodengröße bei supraventrikülären Tachykardien zu simulieren.
The high frequency (HF) catheter ablation is the gold standard for the therapy of many cardiac tachyarrhythmias, such as atrioventricular node re-entry tachycardia (AVNRT), atrioventricular re-entry tachycardia (AVRT) or atrial flutter (AFL). The aim of the study was to simulate the HF ablation of AVNRT, AVRT, AFL and its heat propagation in reference to the supplied power with different electrode material and electrode size. The modeling and simulation were performed with the thermal and electromagnetic simulation software CST® (Computer Simulation Technology, Darmstadt). The modeling and simulation were carried out using ablation catheters with 4 mm tip electrode and 8 mm tip electrode with different electrode materials. Both electrode types were made of platinum and gold respectively. For the measurement of the heat propagation in the heart tissue, the catheters were integrated in the Offenburg heart rhythm model. The HF ablation procedures were performed with the 4 mm platinum tip electrode, with an application duration of 45 seconds and a power output of 40 watts. The HF ablation of the atrioventricular node slow pathway produced a maximum temperature of 66.33 °C. The Kent bundle HF ablation in the left atrium achieved a maximum temperature of 67.14 °C. The HF ablation of the right atrial isthmus resulted 65.96 °C. The 8 mm distal platinum tip electrode and a power output of 60 watts reached 72.85 °C. The 8 mm distal gold tip electrode and a power output of 60 watt reached 64.66 °C, due to the improved thermal conductivity of gold. Virtual heart and ablation electrode models allow the static and dynamic simulation of HF ablation with different electrode material and electrode size. The 3D simulation of the temperature profile may be used to optimize the AVNRT, AVRT and AFL HF ablation.
Hintergrund: Das elektrische interventrikuläre Delay (IVD) und die Lage der linksventrikulären (LV) Elektrode zum Ort der spätesten LV Erregung sind bei Patienten (P) mit Herzinsuffizienz (HF), reduzierter LV Funktion und breiter QRS Dauer (QRSD) von Bedeutung für den Erfolg der kardialen Resynchronisationstherapie (CRT). Die LV Elektrokardiographie ermöglicht eine Abschätzung des elektrischen IVD. Ziel der Studie besteht in der nicht-invasiven Evaluierung des elektrischen IVD bei Patienten (P) mit Vorhofflimmern (AFib) mit und ohne CRT mit biventrikulärer (BV) Stimulation.
Methoden: Bei 49 HF P mit AFib (Alter 63,9 ± 10,8 Jahre; 43 Männer und 6 Frauen) mit New York Heart Association (NYHA) Klasse 2,9 ± 0,4, LV Ejektionsfraktion 26,03 ± 7,99 % und QRS-Dauer (QRSD) 143,69 ± 35,62 ms wurde das elektrische IVD als Intervall zwischen Beginn des QRS-Komplexes im Oberflächen EKG und Beginn des LV Signals im transösophagealen LV EKG bei 31 HF P mit AFib und bei 18 HF P mit AFib und CRT präoperativ bestimmt. Das fokussierte bipolare LV EKG wurde mittels Osypka TO Sonde mit halbkugelförmigen Elektroden in Höhe des maximalen LV Signals registriert.
Ergebnisse: Bei 31 HF P mit AFib betrugen QRSD 135,48 ± 38,78 ms, IVD 49,55 ± 26,38 ms, QRSD-IVD-Verhältnis 3,12 ± 1,11 und das IVD korrelierte mit der QRSD (r=0,75, P<0,001) und dem QRSD-IVD-Verhältnis (r=-0,67, P<0,001) (Fig.). Bei 18 HF P mit AFib und CRT Defibrillator betrugen QRSD 157,83 ± 24,38 ms, IVD 61,94 ± 26,88 ms, QRSD-IVD-Verhältnis 3,12 ± 1,89 und das IVD korrelierte mit der QRSD (r=0,47, P=0,049) und dem QRSD-IVD-Verhältnis (r=-0,73, P<0,001). Bei 72,2 % CRT Responder (R) (n=13) betrugen QRSD 158,15 ± 22,4 ms, IVD 64,23 ± 24,62 ms, QRSD-IVD-Verhältnis 2,82 ± 1,32 und das IVD korrelierte mit der QRSD (r=0,57, P=0,043) und dem QRSD-IVD-Verhältnis (r=-0,76, P=0,0024). Bei 27,8 % CRT Non-Responder (NR) (n=5) betrugen QRSD 157 ± 31,94 ms, IVD 56 ± 34,52 ms, QRSD-IVD-Verhältnis 3,88 ± 2,98 und das IVD korrelierte nicht mit der QRSD (r=0,33, P=0,591) und dem QRSD-IVD-Verhältnis (r=-0,732, P=0,159). Die CRT R verbesserten sich in der NYHA Klasse von 3 ± 0,2 auf 2,2 ± 0,3 (P<0,001) während 15,3 ± 13,1 Monaten BV Stimulation. Bei 15 CRT NR kam es zu keiner Verbesserung der NYHA Klasse von 3 auf 3,3 ± 0,97 (P=0,529) während 18,8 ± 20,7 Monaten BV Stimulation.
Schlussfolgerungen: Das transösophageale LV EKG ermöglicht bei HF-P mit AFib die nichtinvasive Messung des elektrischen IVD präoperativ vor CRT. IVD und QRSD-IVD-Verhältnis sind möglicherweise einfach anwendbare Parameter zur Vorhersage von CRT R und CRT NR bei P mit AFib.