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Katheterablation von Herzrhythmusstörungen

Energieformen und biophysikalische Grundlagen
  • Thomas BeiertEmail author
  • Jan W. Schrickel
Schwerpunkt
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Zusammenfassung

Die kathetergeführte Ablation von Herzrhythmusstörungen hat sich über die Jahre zu einem Eckpfeiler der modernen Therapie von supraventrikulären und ventrikulären Arrhythmien entwickelt. Ziel der Ablation ist die permanente Schädigung eines Myokardareals, welches einen integralen Bestandteil des individuellen Arrhythmiemechanismus darstellt. Für die Arbeit im elektrophysiologischen Katheterlabor stehen unterschiedliche Katheter und Energieformen zur Verfügung. Am weitesten verbreitet ist die Radiofrequenz(RF)-Ablation, bei der durch Applikation eines Wechselstroms an der Katheterspitze Hitze erzeugt und so ein arrhythmogenes Substrat zerstört wird. Hohe Temperaturen (>70 °C an der Katheterspitze und >95 °C im Gewebe) bergen das Risiko für Koagelbildung sowie „steam pops“ und sollten vermieden werden, wodurch die Stromabgabe limitiert wird. Eine Weiterentwicklung stellt die gekühlte RF-Ablation dar. Diese ermöglicht die Applikation von mehr Leistung in das Gewebe und damit eine Zunahme der Läsionsausmesser. Als alternatives Verfahren hat sich die Kryoablation etabliert. Eine Kühlung des Gewebes auf bis zu −80 °C bewirkt die Bildung intra- und extrazellulärer Eiskristalle und dadurch letztlich die Ausbildung einer klar umschriebenen Narbe. Das sog. Kryo-Mapping mit höheren Temperaturen ohne direkte Gewebszerstörung erlaubt eine bessere Überprüfung der Sicherheit einer Ablation. Kryoenergie findet insbesondere bei der Pulmonalvenenisolation (PVI) breite Anwendung, durch Applikation mittels eines ballonbasierten Systems. Neben der PVI mit Hilfe eines Laserballons komplettieren als weitere, teils experimentelle Verfahren Ultraschall, Mikrowellenstrahlung und die stereotaktische Bestrahlung das Arsenal.

Schlüsselwörter

Arrhythmie Radiofrequenzablation Kryoablation Pulmonalvenenisolation Laserballon 

Catheter ablation of cardiac arrhythmias

Forms of energy and biophysical principles

Abstract

Catheter ablation of cardiac arrhythmias has evolved over the years and has become a cornerstone in the modern treatment of various supraventricular and ventricular arrhythmias. The goal of ablation is to permanently damage myocardium that is critically involved in the individual arrhythmia mechanism. Different catheters and forms of energy are available. Radiofrequency (RF) ablation is most common. Application of an alternating current at the catheter tip induces heating of tissue and, thus, leads to ablation of a targeted arrhythmogenic substrate. High temperatures (>70 °C at the catheter tip and >95 °C within the tissue) bear the risk of coagulum formation and steam pops and should be avoided, which limits power application. The evolution of irrigated RF ablation catheters enables the transfer of more power to the tissue and thereby increases the dimensions of the lesions. Cryoablation represents a valuable alternative. Cooling of tissue to −80 °C causes the intra- and extracellular formation of ice crystals, finally resulting in a dense circumscribed scar. The cryomapping procedure grants improved surveillance of the safety of ablation. Cryoenergy is very popular for pulmonary vein isolation (PVI) using the cryoballoon. In addition to the laser balloon that is established for PVI, ultrasound, microwaves, and stereotactic irradiation complete the arsenal.

Keywords

Arrhythmia Radiofrequency ablation Cryoablation Pulmonary vein isolation Laser balloon 

Notes

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt

T. Beiert hat Vortragshonorare und Reisestipendien von den Firmen Abbott, Biotronik, Boehringer Ingelheim, Pfizer und Medtronic erhalten und J.W. Schrickel hat Vortragshonorare und Reisestipendien von den Firmen Abbott, BioSense Webster, Biotronik, Medtronic, Boehringer Ingelheim, Daiichy-Sankyo, Bayer und Pfizer erhalten.

Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

Literatur

  1. 1.
    Andrade JG, Khairy P, Dubuc M (2013) Catheter cryoablation: biology and clinical uses. Circ Arrhythm Electrophysiol 6(1):218–227CrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    Avitall B, Mughal K, Hare J et al (1997) The effects of electrode-tissue contact on radiofrequency lesion generation. Pacing Clin Electrophysiol 20(12 Pt 1):2899–2910CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    Cuculich PS, Schill MR, Kashani R et al (2017) Noninvasive cardiac radiation for ablation of ventricular tachycardia. N Engl J Med 377(24):2325–2336CrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    Das M, Loveday JJ, Wynn GJ et al (2017) Ablation index, a novel marker of ablation lesion quality: prediction of pulmonary vein reconnection at repeat electrophysiology study and regional differences in target values. Europace 19(5):775–783PubMedGoogle Scholar
  5. 5.
    Demazumder D, Mirotznik MS, Schwartzman D (2001) Biophysics of radiofrequency ablation using an irrigated electrode. J Interv Card Electrophysiol 5(4):377–389CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    Dukkipati SR, Cuoco F, Kutinsky I et al (2015) Pulmonary vein isolation using the visually guided laser balloon: a prospective, multicenter, and randomized comparison to standard Radiofrequency ablation. J Am Coll Cardiol 66(12):1350–1360CrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    Gallagher JJ, Svenson RH, Kasell JH et al (1982) Catheter technique for closed-chest ablation of the atrioventricular conduction system. N Engl J Med 306(4):194–200CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    Houmsse M, Daoud EG (2012) Biophysics and clinical utility of irrigated-tip radiofrequency catheter ablation. Expert Rev Med Devices 9(1):59–70CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    Jackman WM, Wang XZ, Friday KJ et al (1991) Catheter ablation of atrioventricular junction using radiofrequency current in 17 patients. Comparison of standard and large-tip catheter electrodes. Circulation 83(5):1562–1576CrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    Kautzner J, Neuzil P, Lambert H et al (2015) EFFICAS II: optimization of catheter contact force improves outcome of pulmonary vein isolation for paroxysmal atrial fibrillation. Europace 17(8):1229–1235CrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    Kuck K, Brugada J, Fürnkranz A et al (2016) Cryoballoon or Radiofrequency ablation for paroxysmal atrial fibrillation. N Engl J Med 374(23):2235–2245.  https://doi.org/10.1056/NEJMoa1602014 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  12. 12.
    Leshem E, Zilberman I, Tschabrunn CM et al (2018) High-power and short-duration ablation for pulmonary vein isolation: biophysical characterization. JACC Clin Electrophysiol 4(4):467–479CrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    Linhart M, Mollnau H, Bitzen A et al (2009) In vitro comparison of platinum-iridium and gold tip electrodes: lesion depth in 4 mm, 8 mm, and irrigated-tip radiofrequency ablation catheters. Europace 11(5):565–570CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    Macle L, Frame D, Gache LM et al (2019) Atrial fibrillation ablation with a spring sensor-irrigated contact force-sensing catheter compared with other ablation catheters: systematic literature review and meta-analysis. BMJ Open 9(6):e23775CrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    Natale A, Reddy VY, Monir G et al (2014) Paroxysmal AF catheter ablation with a contact force sensing catheter: results of the prospective, multicenter SMART-AF trial. J Am Coll Cardiol 64(7):647–656CrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    Nath S, Lynch C, Whayne JG et al (1993) Cellular electrophysiological effects of hyperthermia on isolated guinea pig papillary muscle. Implications for catheter ablation. Circulation 88(4 Pt 1):1826–1831CrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    Neven K, Schmidt B, Metzner A et al (2010) Fatal end of a safety algorithm for pulmonary vein isolation with use of high-intensity focused ultrasound. Circ Arrhythm Electrophysiol 3(3):260–265CrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    de Ponti R (2005) Cryothermal energy ablation of cardiac arrhythmias 2005: state of the art. Indian Pacing Electrophysiol J 5(1):12–24PubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  19. 19.
    Reddy VY, Dukkipati SR, Neuzil P et al (2015) Randomized, controlled trial of the safety and effectiveness of a contact force-sensing irrigated catheter for ablation of paroxysmal atrial fibrillation: results of the TactiCath contact force ablation catheter study for atrial fibrillation (TOCCASTAR) study. Circulation 132(10):907–915CrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    Reddy VY, Grimaldi M, de Potter T et al (2019) Pulmonary vein isolation with very high power, short duration, temperature controlled lesions. JACC Clin Electrophysiol.  https://doi.org/10.1016/j.jacep.2019.04.009 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  21. 21.
    Rozen G, Ptaszek LM, Zilberman I et al (2018) Safety and efficacy of delivering high-power short-duration radiofrequency ablation lesions utilizing a novel temperature sensing technology. Europace 20(FI_3):f444–f450CrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    Scheinman MM, Morady F, Hess DS et al (1982) Catheter-induced ablation of the atrioventricular junction to control refractory supraventricular arrhythmias. JAMA 248(7):851–855CrossRefGoogle Scholar
  23. 23.
    Squara F, Latcu DG, Massaad Y et al (2014) Contact force and force-time integral in atrial radiofrequency ablation predict transmurality of lesions. Europace 16(5):660–667CrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    Tse H, Ripley KL, Lee KLF et al (2005) Effects of temporal application parameters on lesion dimensions during transvenous catheter cryoablation. J Cardiovasc Electrophysiol 16(2):201–204CrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    Vedel J, Frank R, Fontaine G et al (1979) Bloc auriculo-venticulaire intra-hisien définitif induit au cours d’une exploration endoventriculaire droite (Permanent intra-hisian atrioventricular block induced during right intraventricular exploration). Arch Mal Coeur Vaiss 72(1):107–112PubMedGoogle Scholar
  26. 26.
    Wittkampf FH, Simmers TA, Hauer RN et al (1995) Myocardial temperature response during radiofrequency catheter ablation. Pacing Clin Electrophysiol 18(2):307–317CrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    Yokoyama K, Nakagawa H, Wittkampf FHM et al (2006) Comparison of electrode cooling between internal and open irrigation in radiofrequency ablation lesion depth and incidence of thrombus and steam pop. Circulation 113(1):11–19CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Medizin Verlag GmbH, ein Teil von Springer Nature 2019

Authors and Affiliations

  1. 1.Medizinische Klinik und Poliklinik II, Sektion ElektrophysiologieUniversitätsklinikum BonnBonnDeutschland

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