Порівняння монополярної та біполярної Cox-Maze абляції на основі клінічних даних та математичного моделювання
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2020.83.55-61Ключові слова:
серце, аритмія, радіочастотна абляція, монополярний електрод, біполярний електрод, математичне моделюванняАнотація
Мета: Сьогодні радіочастотна абляція серця є золотим стандартом для радикального хірургічного лікування різних типів порушень ритму серця. Метою дослідження був порівняльний аналіз монополярних та біполярних електродів для абляції під час операції на відкритому серці (Cox-Maze абляція).
Матеріали і методи: Аналіз проводився на основі клінічних даних та за результатами математичного моделювання. За допомогою системи електроанатомічного картографування зон радіочастотної абляції була створена тривимірна модель лівого передсердя. Потім на цю модель було накладено карту потенціалів, яка представляє амплітуду електричної активності міокарда. Основними параметрами для аналізу клінічних даних були: амплітуда електричної активності міокарда; ширина та глибина зони абляції; безперервність лінії абляції. Для математичного моделювання було використано програмне забезпечення COMSOL Multiphysics 5.4. Створено дві варіації математичної моделі для монополярної та біполярної абляції. Основними параметрами аналізу результатів математичного моделювання були: діаграми поширення термічних полів; розміри зони деструкції; тривалість процедури абляції.
Результати: Для Cox-Maze абляції можна використовувати як монополярні, так і біполярні електроди. Однак карта потенціалів та математичне моделювання показали, що при монополярній абляції зона деструкції має напівсферичну форму, а лінія рубця не рівномірна по глибині зони впливу. Це може призвести до відновлення патологічних сигналів від легеневих вен до передсердя. Нерівномірний розподіл термічних полів з чітко вираженим максимумом збільшує ризик випаровування та мікровибухів. У той же час тривалість монополярної абляції значно більша.
Висновок: В представленій роботі показано, що біполярна абляція має переваги при ізоляції легеневих вен. Цей тип електродів дозволяє створити ефективну та безпечну рівномірну термічну трансмуральну деструкцію лише з одним застосуванням енергії радіочастотного струму.
Посилання
Berjano E. J. (2006) Theoretical modeling for radiofrequency ablation: state-of-the-art and challenges for the future. Biomedical engineering online, Vol. 5. DOI:10.1186/1475-925X-5-24.
Cox J. L., Schuessler R. B., D'Agostino H. J. Jr, Stone C. M., Chang B. C., Cain M. E., Corr P. B., Boineau J. P. (1991) The surgical treatment of atrial fibrillation. III. Development of a definitive surgical procedure. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, Vol. 101, Iss. 4, pp. 569-583. DOI:10.1016/S0022-5223(19)36684-X.
Doss J. (1982) Calculation of electric fields in conductive media. Medical Physics, Vol. 9, Iss. 4, pp. 566–573. DOI:10.1118/1.595107.
Fedorova O. (2013) Vsemyrnaia orhanyzatsyia zdravookhranenyia podtverzhdaet hlobalnuiu эpydemyiu fybrylliatsyy predserdyi [World Health Organization confirms global epidemic of atrial fibrillation]. Ukrainskyi medychnyi zhurnal [Ukrainian medical journal]. [In Russian].
Labonte S. (1994) Numerical model for radio-frequency ablation of the endocardium and its experimental validation. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol. 41, Iss. 2, pp. 108–115. DOI:10.1109/10.284921.
Lawrance C., Henn M., Damiano Jr R. (2015) Surgical ablation for atrial fibrillation: techniques, indications, and results. Curr Opin Cardiol, Vol. 30, Iss. 1, pp. 58-64. DOI:10.1097/HCO.0000000000000125.
Pérez J., González-Suárez A., D’avila A., Berjano E. (2018) RF-energised intracoronary guidewire to enhance bipolar ablation of the interventricular septum: in-silico feasibility study. International Journal of Hyperthermia, Vol. 34, Iss. 8, pp. 1202-1212. DOI:10.1080/02656736.2018.1425487.
Saint L., Lawrance C., Okada Sh., Kazui T., Robertson J., et al. (2013) Performance of a Novel Bipolar/Monopolar Radiofrequency Ablation Device on the Beating Heart in an Acute Porcine Model. Innovations (Phila), Vol. 8, Iss. 4, pp. 276-283. DOI:10.1097/IMI.0b013e3182a77f2b.
Schutt D., Berjano E., Haemmerich D. (2009) Effect of electrode thermal conductivity in cardiac radiofrequency catheter ablation: a computational modeling study. Int J Hyperther. International Journal of Hyperthermia, Vol. 25, Iss. 2, pp. 99-107. DOI:10.1080/02656730802563051.
Siebermair J., Neumann B., Risch F., Riesinger L., Vonderlin N., et al. (2019) High-density Mapping Guided Pulmonary Vein Isolation for Treatment of Atrial Fibrillation - Two-year clinical outcome of a single center experience. Scientific Reports, Vol. 9, Article number: 8830. DOI:10.1038/s41598-019-45115-0.
Sychуk M. (2017) Catheter radiofrequency ablation of cardiac arrhythmogenic zones of improved efficiency and safety. PhD Thesis. Faculty of Biomedical Engineering National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, Ukraine.
Tungjitkusolmun S. (2000) Finite element modeling of radio-frequency cardiac and hepatic ablation. PhD Thesis, University of Wisconsin.
Voeller R., Zierer A., Lall Sh., Sakamoto Sh., Schuessler R., et al. (2010) Efficacy of a novel bipolar radiofrequency ablation device on the beating heart for atrial fibrillation ablation: A long-term porcine study. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, Vol. 140, Iss. 1, pp. 203-208. DOI:10.1016/j.jtcvs.2009.06.034.
Wang X., Gao H., Wu S., Bai Y., Zhou Z. (2018) RF ablation thermal simulation model: Parameter sensitivity analysis. Technology and Health Care : Official Journal of the European Society for Engineering and Medicine, Vol. 26, Iss. 1, pp. 179-192. DOI:10.3233/thc-174542.
Wei W., Ge J., Zou Y., Lin L., Cai Y., et al. (2014) Anatomical Characteristics of Pulmonary Veins for the Prediction of Postoperative Recurrence after Radiofrequency Catheter Ablation of Atrial Fibrillation. PLoS One, Vol. 9, Iss. 4, e93817. DOI:10.1371/journal.pone.0093817.
Whitaker J., Rajani R., Chubb H., Gabrawi M., Varela M., et al. (2016) The role of myocardial wall thickness in atrial arrhythmogenesis. Europace, Vol. 18, Iss. 12, pp. 1758-1772. DOI:10.1093/europace/euw014.
Wood M., Shaffer K., Ellenbogen A., Ownby E. (2005) Microbubbles during radiofrequency catheter ablation: composition and formation. Heart Rhythm, Vol. 2, Iss. 4, pp. 397-403. DOI:10.1016/j.hrthm.2004.12.026.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Марина Сичик, Юрій Стасюк, Віталій Максименко, Борис Кравчук
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
