Principi dell’ablazione

Stefano Nardi, MD, PhD

Ablazione: Principi e Cateteri

Scopo della sezione:1. Principi dell’Ablazione

2. Tecnologia e Cateteri

3. Procedure di Ablazione

4. Il generatore di RF

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Ablazione: Principi e Cateteri

Scopo della sezione:1. Principi dell’Ablazione

2. Tecnologia e Cateteri

3. Procedure di Ablazione

4. Il generatore di RF

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Scopo dell’Ablazione

• TERAPEUTICO

– eliminazione dell’aritmia

– miglioramento della qualità di vita del paziente

Come?• “Modifica” del tessuto responsabile dell’aritmia

– creazione di una lesione

• interruzione di un circuito

– necrosi localizzata

• “eliminazione” del tessuto responsabile dell’aritmia

La radiofrequenza (RF)RF

• corrente alternata ad elevata frequenza,

cioè corrente elettrica

– non modulata in ampiezza

• coagulazione dei tessuti biologici

– frequenza elevata

• preserva l’attività elettrica del cuore (depolarizzazione)

• effetto termico di tipo resistivo

RF, il circuito

la corrente ha bisogno di un “mezzo” per potersi propagare

• CIRCUITO elettrico:

– catetere per ablazione

– elettrodo dispersivo

– paziente

costituisconoun SISTEMA

Il Circuito Elettrico

Poligrafo-visualizzazione

dei segnali intracavitari-

Generatore RF

Catetere ablatore- elettrodo attivo -

Elettrodo indifferente- elettrodo passivo -

CIRCUITO

Paziente

Alimentazione

Poligrafo

Messa a terra

Cavo ECG

Elettrodo indifferente(Elettrodo Passivo)

Catetere ablatore(Elettrodo Attivo) ii

AREA PAZIENTE

Il Circuito Elettrico

Alimentazione

Poligrafo

Messa a terra

Cavo ECG

Elettrodo indifferente(Elettrodo Passivo)

Catetere ablatore(Elettrodo Attivo)

ii

AREA PAZIENTE

La Biofisica

Energia e Calore• I tessuti vengono riscaldati per effetto

resistivo– solo una piccola zona nell’intorno della punta

viene scaldata direttamente

• Il riscaldamento del tessuto circostanteavviene per effetto conduttivo

• Anche la punta del catetere viene riscaldataper conduzione

Energia e Calore

• I tessuti hanno una loro caratteristica impedenza.

• il calore prodotto sarà quindi funzione

– della componente ohmica (R) del tessuto

– dell’intensità di corrente

– durata della corrente

Effetto termico sui tessuti

• 37°-50°riscaldamento del tessuto (danni reversibili)

• 50°-65°alterazione del tessuto (danni irreversibili)

• 90°-100°vaporizzazione dell’acqua (contenuta nei tessuti)

• >100°carbonizzazione

Lesione

I fattori determinanti:– forma d’onda, frequenza– potenza erogata– dimensione della punta– temperatura di contatto– impedenza– pressione di contatto– geometria dell’elettrodo– proprietà del tessuto (trasferimento del

calore)

Densità di corrente

Formazione della Lesione

Schema di un’ablazione sull’endocardio

calore convettivoperso nel flusso

sanguignocalore resistivo delsangue e dei tessuti

calore conduttivoscambiato con i

tessuti

calore convettivoperso verso vasi

epicardici

riscaldamento attivo(diretto)

riscaldamento passivo

Ablazione/Lesione

Definizione: carica che attraversa l’unità di area nell’unità di tempo

Densita di corrente:

- proporzionale alla potenza erogata

- inversamente proporzionale alla superficie dell’elettrodo

Densità di corrente

alta densità di corrente

bassa densità di corrente

Densità di corrente

Effetti indesiderati

Temperatura tissutale eccessivamente elevata inprossimità dell’elettrodo formazione di coagulo aumento di impedenza carbonizzazione tissutale edell’elettrodo embolizzazione

Temperatura tissutale > 100° ebollizione

confluenza di bolle popping di vapore

craterizzazione dell’endocardio perforazione e

tamponamento cardiaco

CONTROLLO DELL’ABLAZIONE

CONTROLLO DI POTENZA

CONTROLLO DELLA TEMPERATURA

ABLAZIONE CON MODALITA’ DI CONTROLLO DELLA TEMPERATURA

E’ la più usata

EC con punta dotata di un termistore o di una termocoppia

Viene selezionata la temperatura target (55-70°), la potenzamassima, la durata dell’applicazione.

Il generatore emette la potenza sufficiente a mantenere la T°impostata

CONTROLLO DI TEMPERATURA

Efficacia elevata (temperature tissutali superficiali >50° sonoassociate a lesione irreversibile)

Diminuito rischio di coagulazione/aumento d’impedenza (conelettrodi di 4mm, non sicuramente con elettrodi di 8mm)

Ridotto rischio di popping

Il generatore emette la potenza sufficiente a mantenere la T°impostata

Il volume della lesione può essere molto piccolo, insufficiente aconseguire un risultato clinico, se la T° target viene raggiunta conpotenze molto basse (insufficiente energia erogata)

VANTAGGI

SVANTAGGIO

Ablazione / Lesione

Impedenza del sistema

• Impedenza tipica del sistema: 70-150Ohms– paziente

– catetere d’ablazione

– elettrodo indifferente

• Il generatore influisce per più del 50% su questovalore

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4. Il generatore di RF

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Ablatori

Tip

Curva

Diametro: numero di French (0,33 mm)

Sensore di temperatura

Hanno la struttura di un catetere deflectable ma hanno

sempre 4 poli e, più o meno, lo stesso spacing. Li

differenzia la tip, le molte differenti curve e la possibilità

di trasportare RF

Ablatori - Tip

4 mm: Nodali, Vie accessorie

8 mm: Flutter Atriale Tipico

Irrigato: Fibrillazione Atriale, Flutter

Atriale Atipico, Tachicardie Atriali

Complesse, Tachicardie Ventricolari

In nessun caso si può proporre una tip diversa come alternativa

4mm: catetere ablatore standard

8mm: possibilità di raggiungere potenze più alte (lesioni più profonde)

Irrigato:

- no coaguli

- possibiltà di raggiungere potenze più alte (lesioni più profonde)

minore densità di corrente

alto raffreddamento convettivo dell’elettrodo

raffreddamento attivo dell’elettrodo

maggiore densità di corrente

Cateteri ablatori a confronto

DIMENSIONI DELLE LESIONI DA RF INDOTTE DA UN ELETTRODO DI 4 MM IN BASE ALLA

MODALITA’ DI EROGAZIONE DELL’ENERGIA

Nakagawa H, Circulation 1995; 91: 2264

DS Technology• 8 mm tip electrode

• Two TC

• Long lesion formation

– Atrial Flutter

– Atrial Fibrillation

Dual Sensor (DS)

2 mm

4 mm

Navi-Star DS

Perchè 2 Sensori?

• Additional Safety

– More accurate temperature measurement in zones of inhomogenous tissue contact (e.g. trabecular tissue at isthmus)

55°C, 70W

Recommended Temperature Setting

• Electrode is exposed to blood. Due to its large surface the blood easily cools the electrode which leads to lower temperature reading even with high tissue temperature.

What Generators work with DS Catheters?

• EP Shuttle

– Connection cable 39E-68R

• Osypka HAT 300 smart

– Connection cable 39F-23R

Electrode heated

by convection

Tissue heated by

RF delivery

Standard Ablation

Deliverable power limited by electrode temperature

Electrode heated

by convection

Tissue heated by

RF delivery

Standard Ablation

• Increase of power leads to excessive electrode temperature– charring/carbonization

~

Electrode

cooled

Tissue heated

extensively by

RF delivery

Cooled Ablation

• Deliverable power not longer limited

3,5 mm*

* Nakagawa 1995

ABLAZIONE CON MODALITA’ DI CONTROLLO DELLA TEMPERATURA CON

CATETERE IRRIGATO

F curve

D curve

B curve

THERMO-COOL Catheter

• 5 mm tip electrode (NAVI-STAR 3.5 mm)

• 2-5-2 spacing

• 6 irrigation ducts

Saline Cooling

• Open loop cooling

– saline cools electrode

– virtual electrode

– saline cools tissue surfacevirtual electrode

Cooling Parameters

• Two flow rates

– low flow during mapping

• 2 ml/min

– high flow during ablation

• 30 ml/min (ventricular ablation)

• 10-30 ml/min (atrial ablation)

• Cooling medium

– Heparanized normal saline (0.9%)

Ablatori - Curva

A Gialla

B Rossa

C Verde

D Blu

E Bianco

F Arancio

J Nera

Ablatori - Curva

Nodali: generalmente D o E

Vie accessorie: generalmente da B a D

Flutter Atriale, Fibrillazione Atriale, Tachicardie Atriali

Complesse, Tachicardie Ventricolari: D o F

nota: a parità di codice le curve Carto sono più piccole di quelle Webster

Ablatori - Diametro

Generalmente si usano cateteri da 7F

Altri diametri si usano solo in occasioni speciali (es.

pediatrici); un diverso diametro non può essere

proposto come alternativa

Ablatori – Sensore di temperatura

Tra termocoppia (TC) e termistore (THR) varia solo

la tecnologia di costruzione

Le tecnologie possono essere proposte come

alternative: è possibile solo per il 4mm!!

* use cautiously

Setting Summary

Atrialablation

Ventricularablation

Power range 10-30 W 30-50* W

Temp. Setting 45-50°C 45-50°C

Low Flow 2 ml/min 2 ml/min

High Flow 10-30 ml/min 30 ml/min

Application time 30-60 s 60-120 s

Tecnologia EZ Steer

Tecnologia EZ Steer

Ablatori

Non Navigation

Celsius 4mm

EZ Steer 4mm

Celsius DS 8mm

EZ Steer DS 8mm

Celsius Thermocool

EZ steer Thermocool

Navigation

Navistar 4mm

Navistar DS 8mm

Navistar Thermocool

EZ Steer Thermocool

NAV

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Procedure di Ablazione

Tutte le procedure di Ablazione possono essere raggruppate in base allo scopo che vogliamo raggiungere:

• creare una lesione puntuale

• creare una liea di ablazione (barriera al segnale)

Procedure di Ablazione

Sceglieremo il catetere ablatore in base al risultato terapeutico che intendiamo raggiungere.