O1-1

ABML2011

2011年11月3日-5日 東京（芝浦工業大学）

カテテーテル式式カーディア
アックアブ
ブレーション術におけける
ポッップ現象発生
生機序解明
明のための研研究
Bassic study tow
ward the eluucidation off pop phenomenon induucedby thet catheterr cardiac abllation treatm
ment
井上正樹 1)、高橋正橋 清文 2)、 青木洸二二 1)、金子 誠 1)、渡邉宣夫 1)1))芝浦工業大学
2)（株）セントト・ジュードド・メディカカル

Maasaki INOUE, Koji Aoki, Makoto
M
Kanekoo, and Nobuo Watanabe: Sh
hibaura Instituute of Technollogy
Kiyofuumi Takahashii: St. Jude Meedical Japan Co.,C Ltd.
Abbstract: The catheter carddiac ablation is the invasiive surgery whichw
cuts accessory connduction pathw
way causing thearrhythmia. Howwever, this trreatment has a risk of thee sudden fluid bumping insidei
myocaardium (whichh is called “poppheenomenon”) leading to the blood leakagee known as “ccardiac tamponnade”. Our ressearch goal iss to elucidate thet mechanism
m ofthee pop phenomenon. For thiss goal, we sho
ould firstly maake the experiimental setup, which enablee us to mimic the resistive heathgenneration durinng the ablationn treatment, su
uch as the tem
mperature of 37
7 and the electric resistannce of 70Ω. We
W prototypedd theexp
perimental settup and evaluaated the relationship betweeen electric ressistance and th
he distance beetween the two electrodes. The
ressult showed thhe electric ressistance of 90Ω
Ω when the eelectrodes’ disstance was zero. Further stu
tudy will miniimize the elecctric
ressistance and uutilize our exxperimental syystem which can mimic th
he clinical ap
pplication conndition for elu
ucidation of pop
pheenomenon.
Keey Words: cattheter cardiac ablation, pop phenomenon
1.研
研究背景
カテーテルカーカーディアックア
アブレーション
ンは，不整脈のの原因因となる副電電導路を遮断すする低侵襲な不不整脈治療であある．この術式ではは Fig.1 に示す
すように、先端端に電極のついいたア
アブレーショ ンカテーテル
ルを大腿静脈ななどの血管か ら心臓臓内部に挿入しし，電極から高高周波電流を流流して心筋の一一部ににある標的部位位，つまり副電電導路に加担している心筋細細胞をを焼灼する(1)．しかし，過度度な加熱によるる心筋内水分のの突沸沸による心臓破破裂が起こり，，血液漏洩がままれに生じる ことがが報告されていいる(3)．これはは Pops と呼ばばれ，患者が手手術中中に死亡する原原因の一つとされている．この現象が起ききるメ
メカニズムは未未だ解明されてていない．

3.方法法
3-1 試作した実験シ試システム
試作
作した実験シスステムを Fig.2 に示す．本システムは、37 の恒温槽槽の中に入れらられたアクリル
ル製血液チャンンバー（Fig.5））の中でアアブレーション
ン実験を行う構構成である．ア
アブレーション
ンカ
テーテ
テル先端から出出た電流は、血血液中を伝わりり、対極板の役
役割のステ
テンレス M3 ボルト・導線をボを介してアブレ
レーション本体体まで流れれる．

研究目的
2.研
上記の研究背景
上景を踏まえ，我我々は臨床で使使用されるアブブ
レーーション装置（IBI-1500T12
2 Cardiac Ablaation Generatoor,S.T
T.JUDE MEDIICAL）を用いいて，Pops 発生生機序を解明すする事
事を最終目標ととして研究活動動中である．この目標に向けけた第第一段階としてて，本研究ではは臨床でのアブブレーション術
術
時にに発生する電流流・抵抗熱を inn vitro 実験にてて再現可能にす
す
る実実験システム を構築することを第一目的的とした．またた，
臨床
床現場で本装 置を用いて計計測される電極
極間抵抗は心筋筋とアアブレーション
ン先端が接触しない状態でおおよそ 70Ω、加加えてて心筋とアブレ端が接触した状状態で 90Ωにななレーション先端
るここととが経験的的に知られる。
。したがって，，これらの条件
件を再再現可能な In vitro 実験シスステムを構築すする事を第一 目標ととした．

Fig.1 Schema
atic drawing of Clinical ablation treatmentt for
the arrhythhmia patientO1-1-1

Figg.2 Experimental setup of inn vitro-ablationn treatment in thetporcinee blood

Fig.3 Experrimental view ccorresponding
g to the Fig. 2

TableTa1: The measured electtric resistance [Ω] between thet
two electrodes withinw
the porcrcine blood: Inn the Table, thetmber of data point corresponnding to Fig.4 is listed with thetnum
elec
ctrodes’ distannce (L) [mm].
③Test 1①④⑤②(80.39)(60.05)(2.5)(66.21 )
(228)
141
127
142
95
118
⑦
⑧
⑥
⑨
⑩(55.066)(61.72)(00)(53.5)(76.73)
130
132
134
145
10Test 2
①②③
④⑤
143
125
141
95114⑥⑦⑧⑨⑩125
132
125
142
10Blood chambercReturnelectrode(M3 sccrew)

Device ofDaablation

160
140
120
10080
60
40
200Resistance
betweenelectrodes[Ω]Fig. 4 Acrylic b
blood chambe
er: In the figuree the number
bettween 1 and 10 represents the position of the ablation tip
durring the blood experiment too measure thee electricressistance betwe
een the ablatioon tip and the return-electroode(thee stainless M3
3 bolt) where isi located num
mber four in abbove
draawing.

Firstmeasurementy = 0.5881xx +95.963

SecondmeasurementLinearat
approximaion

0 20 30 40 500 60 70 80
0 10DistanceD
betw
ween electrod
des[mm]C
Cathetertip

Fig.6
FRelations
ship between rresistance and distance

Deviceeofablationn

Fig.5-aFig.5-b

Fig.5: (a) Pictu
ure of the acryylic chamber withw the two
ectrodes (the aablation tip com
ming from the upper directio
on,eleandd the return electrode fixed at the chambe
er side wall)corrresponding too Fig.4. (b): Exxpanded view of the returnele
ectrode3-2
2 実験方法
Fig.5 に示ししたアクリルチ
チャンバーの中中にクエン酸ナナトリウム水溶液にリにてあらかじ め抗凝固療法法がなされた豚
豚血液 400cc を入れれ，37℃に維持持する。そしてて、chamber 中中央部⑩位置に固定部定した M3 ボルルトへ chambeer 外側から電極極をつなげた。
つカテテーテル先端チチップを chambber 内で①～⑩⑩の位置へ移動させ位せる事で電極間間距離（Fig.2 中，L で表わすす距離）を調節しな離ながら，アブレレーション装置
置に表示されるる電極間抵抗を計測極測した．この計計測は、同じ点点で 2 度行っ た。
用いた血液のヘ用
ヘマトクリット
ト値は 34%であった．
4.結結果の各位置にカテテーテル電極先先端
Table.1 に Fig4 中①～⑩のを固定し計測しをした抵抗値を示示す．なお、F
Fig.4 中の⑩と は、カテーテル先端カ端がＭ３ボルトと接触する位位置を意味すする。
加えて、対極板加板としてのＭ３３ボルト（Figg.5b）の位置かから各カテーテル先各先端位置まで の距離を電極極間距離Ｌとししてに横軸に電極定義し、Fig.6
定極間距離 L[mmm]，縦軸に電極極間抵抗
抵 R[Ω]としてて両者の関係を示した．

O1-1-2

5.考察
今回の実験でで血液の電気抵抵抗は電極間距距離と比例関係係を示した．導電体
示体についての電電気抵抗と導電電体長さとの比比例関係は従来，明関明らかである(3))．Fig.2 のよううに，電極とカカテーテル先端までーでの距離を L[mm]，断面積を A[mA]，電気抵
抵抗率をρ[Ω・m]で表率表すと，導体 の電気抵抗 R は，R ρ ∙L Aということはで表わされる．
では，本実験におおいては L は電電極とカテーテル先先端までの距離離，R は電極間間電気抵抗と言言えるから本実験デる
データは同一のの傾向で，妥当当である．またた，電極との距離が電が 2.5mm 未満でで最も 70Ω に近くなることにとが分かった．しか分
かし，最も 70Ω
Ωに近い値で 95Ωと920Ω以上上の差があるので更差更に改良を重ねねる必要がある
る．具体的な改改良
案として、
案
Fig.55-b で示すボルルトをより大ききい規格にする
るな
どして、上式中ど中Ａ（Return-eelectrode 側の血液に触れる面積）を大きくと積る事で、解決決できると考ええる。
6.結論
レーション術をを In vitro 環境境下で再現するるた臨床のアブレ
めの実験システめテムを試作した
た。試作システテムの妥当性評
評価のため、血液チのチャンバに血液液を満たして電電極間距離と電電気抵抗値との関係抵係を評価した。
に対し電気抵電極間距離ゼロ
電抵抗が 95Ωと 70Ωより大きい7い値を示した。
を対極板板側の血液接触触部の面積を大大きくとる事で、臨床治療時に発臨発生する電流・ 電気抵抗状態態を模擬できるると考える。今後は考は、アブレーシション模擬実験
験装置の電気抵抵抗問題を解決して問て、ポップ現象象解明へ役立ててる。
参考文献
参(1)相澤義房，奥奥村謙,改訂 2 版カテーテル
ルアブレーション~基本から最新治基治療まで~，メジジカルビュー社
社，p.19，2010(22)red H.M.WIT
TTKAMPF,Ph..D etal, RF Catheter
CAblattion:
Leesions on Lesions, Pace vo l.29 p.1285-12297, 2006(33)島谷信，電気気・電子工学のの基礎，産業図
図書，p.14，1998