Способ лечения желудочковых нарушений сердечного ритма Российский патент 2025 года по МПК A61N1/18 

Изобретение относится к области биологии и медицины, а именно к лечению нарушений сердечного ритма (НРС), предпочтительно желудочковых НРС, методом электропорации миокарда с целью дальнейшего использования изобретения при лечении пациентов, при проведении фармакологических исследований лекарственных средств, в качестве платформы для разработки и оптимизации способов лечения тахикардии и/или фибрилляции желудочков, для обучения врачей-хирургов перспективным методикам лечения желудочковых НРС человека и животных.

Уровень техники.

Основным принципом лечения желудочковых НРС является элиминация патологических зон миокарда, отличающего по параметрам проведения возбуждения от нормальных. Причина их появления – врожденные патологии миокарда, различные острые или хронические поражения сердца. Патологические зоны являют собой очаги с повышенной концентрацией соединительной ткани в миокарде, часто в виде многослойного образования. Чередование нормального миокарда и фиброзной ткани приводит к появлению альтернативных и более медленных путей проведения электрического сигнала, и запуску блуждающих волн возбуждения, волн re-entry, десинхронирующих желудочковый миокард и проявляющихся в желудочковой тахикардии и аритмии в целом. Элиминация подобных зон не оказывает значимого влияния на сократимость остального миокарда желудочков, но обеспечивает сохранение нормального синхронного сокращения кардиомиоцитов (Vlachos K. et.al. The value of functional substrate mapping in ventricular tachycardia ablation/ Yu R et al./ Heart Rhythm. 2022. 4(2):134-146).

Современным методом и «золотым стандартом» лечения желудочковой тахикардии и фибрилляции желудочков признана радиочастотная катетерная аблация (2019 HRS/EHRA/APHRS/LAHRS expert consensus statement on catheter ablation of ventricular arrhythmias / Europace 2019. 21(8):1143-1144). При выполнении аблации происходит термокоагуляция зоны патологически перестроенного миокарда с замещением рубцовой тканью с диэлектрическими свойствами.

Недостатки катетерной аблации желудочков следующие:

- малая проникающая способность радиочастотного воздействия (менее половины толщины стенки желудочка);

- неоднородность морфологической структуры ткани после аблации, и, как следствие, невысокий терапевтический эффект лечения желудочковых НРС (вследствие сохранения гетерогенности строения стенки сердца);

- послеоперационные осложнения из-за большой длительности процедуры аблации, последствий воспалительного синдрома, а также риска летального исхода в результате перфорации стенки желудочка;

- сложность получения непрерывной аблационной линии вокруг патологической зоны для ее электрической изоляции;

- высокая стоимость расходных материалов зарубежного производства (катетер и имплантируемый кардиостимулятор).

Альтернативным методом, приводящим к полной блокаде проведения возбуждающего потенциала через миокард может выступать аблация миокарда путем необратимой электропорации (НЭП). Аблация импульсным полем (PFA) - это нетепловой метод тканевой аблации, который использует импульсные электрические поля высокой амплитуды для создания необратимой электропорации (IRE) в тканях. Электропорация - это формирование микропор в клеточной мембране под воздействием импульсов электрического тока высокого напряжения. При PFA к кардиомиоцитам прикладываются высокие градиенты электрического поля с использованием энергии постоянного тока, которая быстро передается импульсами. Этот процесс создает небольшие поры в клеточной мембране, известный как электропорация, что делает мембрану более проницаемой. Сила приложенного электрического поля определяет, является ли эффект обратимым или необратимым, при этом обратимая электропорация восстанавливает клеточные мембраны, а большее применение электрического поля вызывает необратимую гибель клеток в результате апоптоза или некроза

Аблация миокарда путем НЭП выполняется в виде пакета электрических импульсов высокого напряжения, подводимых непосредственно к эндокардиальной поверхности желудочка сердца с помощью временно устанавливаемого эндоваскулярного электрода. В области контакта электрода со стенкой желудочка возникают необратимые повреждения клеточных мембран кардиомиоцитов. В результате запускается процесс апоптоза и гибели клеток, которые в процессе дальнейшей репарации миокарда в области воздействия замещаются гомогенной фиброзной тканью. Сформировавшийся локальный очаг фиброза не поддерживает проведение электрического сигнала и потенциала действия, вследствие чего исчезает субстрат развития аритмии, прекращается проведение блуждающих волн возбуждения и re-entry. Высокая локализованность очага фиброза не оказывает негативного действия на общую сократительную способность желудочков и сердца, не влияет на нервные узлы-водители ритма и внутрисердечные проводящие пути. Для достижения радикальности аблации миокарда желудочков методом электропорации необходимо использовать то количество энергии, которого будет достаточно для аблации миокарда на всю толщину. Количество подведенной энергии зависит от общего импеданса в зоне воздействия, которое определяется составом сердечной ткани (соотношение кардиомиоцитов, соединительной и жировой ткани).

Известен метод и система для аблации сердечной ткани путем электропорации (патент US 8,221,411). Недостатком этого метода является использование зажима, накладываемого на миокард, с помощью которого подводится высоковольтная моно- или бифазная электрическая энергия. Краевое наложение зажима с внешней стороны ограничивает область электропорации, поэтому становится невозможным достижение трансмурального воздействия из-за того, что в целевую область попадает только миокард, поместившийся между губками-электродами зажима, и в непосредственной близости от них, на расстоянии не более 3-4 мм. Еще одним недостатком этого метода является то, что конструктивное исполнение зажима данного типа ограничивает подвижность миокарда в ходе процедуры аблации, что может приводить к нарушениям сократительной способности сердца и провоцировать аритмии. Еще одним недостатком этого метода является недостаточное напряжение тока (200-700 вольт), которого недостаточно для эффективной аблации миокарда желудочков на всю глубину, что подтверждено экспериментальными исследованиями (Perez J. et. al. How intramyocardial fat can alter the electric field distribution during Pulsed Field Ablation (PFA): Qualitative findings from computer modeling. PLoS ONE 18(11): e0287614). Общим недостатком этого метода является необходимость проведения открытой операции на сердце, что значительно увеличивает травматизацию тканей, усложняет процесс операции, увеличивает риск развития интра- и послеоперационных осложнений, удлиняет реабилитационный период пациента, ухудшает качество его жизни.

Ближайшим аналогом является патент RU 2776919 С1 (опубликован 28.07.2022) на изобретение «Автоматическое выполнение необратимой электропорации во время рефрактерного периода сердца», который защищает группу изобретений. К участку аблации в сердце пациента доставляют аблационный катетер, имеющий ствол, на дистальном конце которого имеется гибкая концевая секция, имеющая выпрямленную конфигурацию и несущая электроды, выполненные с возможностью как регистрации внутрисердечных сигналов (ВС) электрокардиограммы (ЭКГ) на участке аблации, так и выполнения необратимой электропорации (НЭП) ткани сердца на участке аблации. Затем осуществляют сгибание концевой секции и размещают электроды гибкой концевой секции на участке аблации. Получают процессором сигналы ЭКГ от электродов гибкой концевой секции. Выполняют регистрацию процессором рефрактерного периода сердца пациента на основании полученных сигналов ЭКГ. При этом процессор выполнен с возможностью обеспечения выдачи на электроды аблационного катетера импульсов, вызывающих необратимую электропорацию (НЭП) только в течение рефрактерного периода сердца. Осуществляют аблацию участка аблации при помощи аблационного катетера в течение регистрируемого рефрактерного периода. Способ осуществляется посредством заявленных систем для необратимой электропорации. Группа изобретений позволяет повысить качество и безопасность аблации ткани путем предотвращения эпизодов подачи импульсов, вызывающих НЭП, к ткани в то же время, когда синусовый узел применяет импульсы активации, и путем обеспечения воздействия импульсов, вызывающих НЭП, на ткань в месте аблации в рефрактерные периоды, кроме того, обеспечивает возможность отслеживать качество процедуры НЭП

Раскрытие сущности изобретения.

Задачей изобретения является увеличение безопасности и эффективности аблации миокарда желудочков при лечении пациентов с нарушениями ритма сердца.

Техническим результатом является эффективная аблация участка миокарда желудочков за одну процедуру и снижение риска развития рецидива заболевания в отдаленном периоде.

Технический результат достигается электропорационной аблацией миокарда желудочков путем эндоваскулярной миниинвазивной операции с использованием катетера с головной частью, снабженной одной или несколькими парами микроэлектродов, через который на эндокардиальную поверхность желудочка производится последовательная передача пакета электропорационных импульсов электрического тока высокого напряжения с получением в дальнейшем фиброзной ткани в области воздействия. Производят воздействие бифазным электрическим током с напряжением до 5 кВ, импульсами длительностью 1-10 мкс, с межимпульсными паузами 1-10 мкс, объединенными в пакеты по 10-100 импульсов, применяемыми по 3-10 пакетов на один очаг желудочковой аритмии.

Осуществление изобретения.

Экспериментальная работа с животными осуществлялась согласно этическим нормам, регламентирующим эксперименты на животных в соответствии с международными и российскими нормативно-правовыми документами («Европейская конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях: EST № 123» от 18 марта 1986 г.; Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации» № 199н «Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики» от 01.04.2016 г.; Межгосударственный стандарт ГОСТ 33044-2014 «Принципы надлежащей лабораторной практики»; Euroguide on the accommodation and care of animals used for experimental and other scientific purposes. 2007. FELASA: Federation of European Laboratory Animal Science Associations).

Изобретение подтверждается следующим примером.

Пример 1. Аблация электрофизиологически активного миокарда желудочков методом необратимой электропорации.

Исследование проведено на группе минисвиней. Каждому животному в условиях общей анестезии и искусственной вентиляции легких в общую сонную артерию был установлен интродьюсер.

Через интродьюсер в левый желудочек под рентгеновским контролем проведен диагностический катетер. Выполнено стимуляционное картирование боковой стенки левого желудочка, получена электроанатомическая карта и импедансные параметры эндокардиальной поверхности миокарда. Диагностический катетер заменен на аблационный катетер, выполнена необратимая электропорация в центре исследованной области. НЭП выполняли путем нанесения 10 пакетов бифазных импульсов, длительность пакета 50 миллисекунд, пауза между пакетами 100 миллисекунд, длительность каждого импульса в пакете 5 микросекунд, пауза между импульсами в пакете 5 микросекунд, напряжение электрического тока 1400 вольт. Затем снова выполнено стимуляционное картирование, обнаружены признаки замедления проведения в области аблации. Катетер и интродьюсер после этого убраны, рана в зоне доступа послойно ушита и дренирована.

Через 3 месяца выполнено контрольное стимуляционное картирование области аблации. Обнаружено отсутствие электрической активности миокарда в исследуемой зоне. Макроскопическое обследование показало, что миокард желудочка в зоне аблации отличался от окружающей ткани, имел бледно-розовый цвет, более плотную, чем окружающий миокард, структуру. Микроскопический анализ гистологической структуры показал наличие однородной уплотненной соединительной ткани, пронизанной сетью кровеносных сосудов мелкого диаметра. Получены доказательства возможности использования метода электропорации для аблации миокарда и создания в желудочке сердца участков с диэлектрическими свойствами, не способными проводить электрический импульс.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии. Выполняют аблацию миокарда желудочков импульсным полем с использованием катетера, содержащего, по меньшей мере, один микроэлектрод, выполненный с возможностью выполнения необратимой электропорации ткани сердца на участке аблации. Способ включает последовательную передачу пакетов импульсов электропорации электрическим током высокого напряжения на эндокардиальную поверхность желудочка, с получением в дальнейшем фиброзной ткани в области воздействия, при этом производят воздействие бифазным электрическим током с напряжением до 5 кВ, импульсами длительностью 1-10 мкс, с межимпульсными паузами 1-10 мкс, объединенных в пакеты по 10-100 импульсов, применяемыми по 3-10 пакетов на один очаг желудочковой аритмии. Способ позволяет осуществить эффективную аблацию участка миокарда желудочков за одну процедуру и снизить риск развития рецидива заболевания в отдаленном периоде. 1 пр.

Способ лечения желудочковых нарушений ритма сердца, включающий аблацию миокарда желудочков импульсным полем с использованием катетера, содержащего, по меньшей мере, один микроэлектрод, выполненный с возможностью выполнения необратимой электропорации ткани сердца на участке аблации, отличающийся тем, что включает последовательную передачу пакетов импульсов электропорации электрическим током высокого напряжения на эндокардиальную поверхность желудочка, с получением в дальнейшем фиброзной ткани в области воздействия, при этом производят воздействие бифазным электрическим током с напряжением до 5 кВ, импульсами длительностью 1-10 мкс, с межимпульсными паузами 1-10 мкс, объединенными в пакеты по 10-100 импульсов, применяемыми по 3-10 пакетов на один очаг желудочковой аритмии.