(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (1) T3 Int.Cl. A61M 1/ (06.01) A61M 2/ (06.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 11/27 EP B1 (4) Tytuł wynalazku: APARAT DO PRZERYWANEJ OKLUZJI ZATOKI WIEŃCOWEJ () Pierwszeństwo: AT 994 (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 07/08 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 11/12 (73) Uprawniony z patentu: MIRACOR Medical Systems GmbH, Wien, AT (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 WERNER MOHL, Altenmarkt/Thennenberg, AT (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Teresa Szlagowska-Kiszko POLSERVICE KANCELARIA RZECZNIKÓW PATENTOWYCH SP. Z O.O. ul. Bluszczańska Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 1 80P2874PL00 EP B1 Opis [0001] Wynalazek dotyczy aparatu do przerywanej okluzji zatoki wieńcowej obejmującego urządzenie okluzyjne, 1 2 urządzenie mierzące ciśnienie do ciągłego pomiaru ciśnienia cieczy w okludowanej zatoce wieńcowej, pamięć dla przebiegu ciśnienia cieczy jako funkcji czasu oraz układ analizujący do określania następującego przy każdym uderzeniu serca wzrostu ciśnienia i/lub spadku ciśnienia na jednostkę czasu. [0002] Tego rodzaju aparat znaleźć można w dokumencie WO 03/ A. [0003] Krew tętnicza, która zaopatruje mięsień serca, może przedostawać się przez zdrowe tkanki serca i odżywiać je, ma jednak trudności w dotarciu do tkanek niedokrwionych. Utrudnione jest przez to zaopatrywanie niedokrwionych tkanek w substancje odżywcze oraz odprowadzanie z niedokrwionych tkanek produktów rozpadu z przemiany materii. [0004] W związku z tym zaproponowano już zaopatrzenie niedokrwionych tkanek w krew poprzez perfuzję wsteczną. Próbuje się przy tym spowodować przepływ krwi w kierunku przeciwnym od zatoki wieńcowej z powrotem przez wieńcowy układ żylny, wprowadzając do zatoki wieńcowej krew z innego źródła, albo przez trwałe połączenie tętnicy z zatoką wieńcową albo przez przejściowe włożenie cewnika do zatoki, którą zaopatruje się w krew pobieraną z oddalonej tętnicy i transportowaną za pomocą pompy znajdującej się poza ciałem pacjenta. [000] W innej zaproponowanej technice perfuzji wstecznej stosuje się nadmuchiwany balonik przymocowany na końcu cewnika, aby z przerwami wykonywać okluzję zatoki wieńcowej. Ciśnienie krwi w zatoce wieńcowej wzrasta podczas okluzji przy każdym uderzeniu serca, dlatego krew, która przez zdrowe

3 2 tkanki mięśnia sercowego dostaje się do zatoki wieńcowej, napływa z powrotem do tkanek niedokrwionych. W takiej przerywanej okluzji zatoki wieńcowej koniec cewnika z balonikiem wprowadzany jest przez skórę albo operacyjnie. Do 1 2 drugiego końca cewnika doprowadza się pompą gaz albo ciecz, która powoduje cykliczne nadmuchiwanie i kurczenie się balonika. [0006] Typowa dziedzina zastosowania dla infuzji wstecznej krwi do żył wieńcowych za pomocą przerywanej okluzji zatoki wieńcowej dotyczy ochrony mięśnia sercowego podczas krótkotrwałego zamknięcia tętnic wieńcowych w ramach zabiegu kardiologicznego. Typowym takim zabiegiem jest na przykład dylatacja balonikowa zwężonej miażdżycowo tętnicy wieńcowej. W tej metodzie znanej także jako przezskórna wewnątrznaczyniowa angioplastyka wieńcowa (PTCA) cewnik balonikowy wprowadza się, pod kontrolą prześwietlenia rentgenowskiego, w obszar zwężenia tętnicy wieńcowej i ściska się blaszkę miażdżycową tętnicy poprzez nadmuchanie balonika znajdującego się na końcu cewnika. Podczas dylatacji balonika w kierunku przepływu w tętnicy nie odbywa się zaopatrywanie tkanek w krew zawierającą tlen, przy czym już w przypadku dylatacji trwających dłużej niż sekund w rejonie niedokrwienia mięśnia sercowego dają się stwierdzić zmiany funkcjonalne. Odpowiednie problemy z zapobieganiem niedokrwieniu mięśnia sercowego pojawiają się też w przypadku innych zabiegów rewaskularyzacji wieńcowej, jak np. w aterektomii, endoprotezach wieńcowych i zastosowaniach lasera. [0007] Z dokumentu US 4,934,996 znany jest na przykład aparat do infuzji wstecznej żył wieńcowych, za pomocą którego można dokonywać przerywanej okluzji zatoki wieńcowej ze sterowaniem ciśnieniem. Aparat ten obejmuje urządzenie do okluzji zatoki,

4 3 jak np. nadmuchiwany cewnik balonikowy, urządzenie mierzące ciśnienie do mierzenia ciśnienia cieczy w obrębie zatoki wieńcowej oraz urządzenie sterujące, które generuje sygnały włączające dla urządzenia okluzyjnego, aby nastąpiło 1 2 wywołanie albo zniesienie okluzji. Urządzenie sterujące jest przy tym tak zaprojektowane, aby w zatoce wieńcowej podczas jednego uderzenia serca mierzone było maksimum ciśnienia, w sposób rachunkowy szacowana była wartość plateau maksimów ciśnienia w następujących po sobie uderzeniach serca i by na bazie wartości plateau maksimów ciśnienia następowało zniesienie okluzji zatoki wieńcowej. [0008] Okluzja zatoki wieńcowej powoduje wzrost ciśnienia i w konsekwencji perfuzję wsteczną krwi poprzez odpowiednie żyły do odżywiających naczyń włosowatych obszaru niedokrwienia, dlatego te obszary mogą być zaopatrzone w substancje odżywcze. Przy znoszeniu okluzji wypłukiwana jest krew perfundowana wstecznie, przy czym następuje równocześnie odprowadzenie produktów odpadowych przemiany materii. W sposobie według US 4,934,996, na podstawie pomiaru maksimum ciśnienia w zatoce wieńcowej, podczas każdego uderzenia serca następuje więc rachunkowe oszacowanie skurczowej krzywej ciśnienia, przy czym przerywaną okluzją steruje się w zależności od wartości plateau skurczowej krzywej ciśnienia. Przebieg szacowanej skurczowej krzywej ciśnienia pozwala także wyciągać wnioski co do sprawności serca, przy czym na przykład nachylenie krzywej oddaje kurczliwość serca. [0009] Jednak w pewnych okolicznościach ustalenie momentu czasowego zniesienia okluzji na podstawie wartości plateau skurczowej krzywej ciśnienia według US 4,934,996 nie może być wykonane z wystarczającą dokładnością. [00] Celem niniejszego wynalazku jest zatem zaproponowanie aparatu do przerywanej okluzji zatoki

5 4 wieńcowej, w którym do sterowania okluzją wykorzystywane będą parametry, które pozwalają na precyzyjne ustalenie punktu czasowego, w którym następuje zniesienie albo wywołanie okluzji zatoki wieńcowej. Równocześnie ma być zapewniony taki 1 2 wybór momentu czasowego zniesienia albo wywołania okluzji, który uwzględni optymalizację działania terapeutycznego i/lub diagnostycznego, przy czym uniemożliwione ma być uszkodzenie mięśnia sercowego. [0011] Dla rozwiązania tego zadania aparat według wynalazku odznacza się tym, że układ analizujący współpracuje z urządzeniem okluzyjnym dla wywołania i/lub zniesienia okluzji zatoki wieńcowej w zależności od wymienionego wzrostu albo spadku ciśnienia na jednostkę czasu. Wzrost albo spadek ciśnienia na jednostkę czasu reprezentuje przy tym odpowiednio dodatnie albo ujemne nachylenie krzywej przebiegu ciśnienia cieczy obserwowane w obrębie jednego uderzenia serca i wyliczany jest, wychodząc z przebiegu ciśnienia cieczy jako funkcji czasu i ze spadku albo wzrostu ciśnienia (Δp) odczytywanego w ciągu jednego przedziału czasowego (Δt), jak następuje: Δp/Δt. Na podstawie tego parametru lekarz prowadzący leczenie może zarówno podczas okluzji zatoki wieńcowej (faza okluzyjna) jak też po zniesieniu okluzji (faza zwolnienia) wyciągać wnioski co do kurczliwości serca i sytuacji w zatoce wieńcowej, aby wyprowadzić z nich optymalne czasy okluzji. Zaskakujące jest, że nie jest do tego potrzebna znajomość w liczbach bezwzględnych ciśnienia panującego wewnątrz zatoki wieńcowej, lecz według wynalazku wystarcza analiza różnic ciśnienia, mianowicie wzrostu albo spadku ciśnienia na jednostkę czasu następującego odpowiednio w trakcie jednego uderzenia serca. [0012] Przebieg ciśnienia w okludowanej zatoce wieńcowej przebiega z reguły w taki sposób, że przy każdym uderzeniu

6 serca zwiększa się prędkość wzrostu ciśnienia a zatem występują coraz wyższe skurczowe wierzchołki wykresu ciśnienia, aż osiągnięta zostanie tak zwana faza plateau, w której w następujących po sobie uderzeniach serca dalej 1 2 zwiększa się wprawdzie prędkość wzrostu ciśnienia, lecz ciśnienie skurczowe osiągnęło już w zasadzie wartość plateau i pozostaje w zasadzie stałe. Dopiero kiedy kurczliwość serca spadnie w tej fazie plateau w wyniku zmniejszenia perfuzji tętniczej (zwiększenie oporu wieńcowego), zmniejsza się znowu prędkość wzrostu ciśnienia, przy czym ciśnienie skurczowe pozostaje w zasadzie nadal na poziomie wartości plateau. Jeśli zatem według wynalazku, odmiennie niż w stanie techniki, do ustalenia optymalnego punktu czasowego zniesienia okluzji wykorzysta się nie wartości bezwzględne, jak na przykład wartość plateau skurczowych wierzchołków ciśnienia, lecz prędkość wzrostu ciśnienia, okluzja będzie mogła być utrzymana dłużej, bez negatywnego wpływu na serce. Okluzja może być mianowicie zniesiona na przykład dopiero w tym momencie czasowym, w którym prędkość wzrostu ciśnienia podczas następujących po sobie uderzeń serca osiągnie maksimum, albo w tym punkcie czasowym, w którym osiągnięta zostanie zadana stawka procentowa wyliczonego albo oszacowanego maksimum prędkości wzrostu ciśnienia, przy czym ten punkt czasowy przypada po osiągnięciu skurczowej wartości plateau. Okoliczność, że okluzja może być utrzymana dłużej bez przeciążania i uszkadzania serca lub naczyń sercowych, prowadzi w korzystny sposób do tego, że dzięki jak najdłużej trwającemu podwyższeniu ciśnienia dochodzi do silniejszego uwolnienia genów tworzących naczynia (genów VEGF, genów kodujących śródbłonkowy naczyniowy czynnik wzrostu), dlatego ułatwiona jest też regeneracja naczyń.

7 6 [0013] Sterowanie znoszeniem albo wywoływaniem okluzji w zależności od wzrostu albo spadku ciśnienia na jednostkę czasu może odbywać się na najróżniejsze sposoby. Okluzja mogłaby być na przykład zniesiona po przekroczeniu zadanej górnej wartości 1 2 granicznej dla parametru Δp/Δt, albo odwrotnie okluzja mogłaby być wywołana po spadku parametru Δp/Δt poniżej dolnej wartości granicznej. Według korzystnej postaci wykonania przewidziane jest przy tym, że układ analizujący jest ukształtowany do określania wzrostu ciśnienia na jednostkę czasu następującego każdorazowo przy jednym uderzeniu serca, i w taki sposób współpracuje z urządzeniem okluzyjnym, że zniesienie okluzji zatoki wieńcowej następuje po tym, kiedy wzrost ciśnienia na jednostkę czasu w następujących po sobie uderzeniach serca osiągnął maksimum. Dzięki temu następuje precyzyjne ustalenie optymalnego czasu trwania okluzji. W analogiczny sposób można postąpić w odniesieniu do czasu trwania fazy zwolnienia, określając spadek ciśnienia na jednostkę czasu następujący przy jednym uderzeniu serca i wywołując okluzję po tym, kiedy spadek ciśnienia na jednostkę czasu w następujących w po sobie uderzeniach serca osiągnął minimum. [0014] Kolejne udoskonalenie sposobu, które szczególnie łatwo można zrealizować przy pomocy algorytmów matematycznych, udaje się w odniesieniu do fazy okluzji dzięki takiemu ukształtowaniu układu analizującego, aby określał pierwszą pochodną ciśnienia cieczy względem czasu i lokalne maksimum pierwszej pochodnej występujące każdorazowo w obrębie jednego uderzenia serca, oraz dzięki takiej współpracy z urządzeniem okluzyjnym, że zniesienie okluzji zatoki wieńcowej następuje po tym, kiedy lokalne maksima następujących po sobie uderzeń serca osiągną maksimum. W analogiczny sposób wynika przy tym dla fazy zwolnienia korzystnie taka postać wykonania, w której układ analizujący

8 7 jest ukształtowany do określania pierwszej pochodnej ciśnienia cieczy względem czasu i lokalnego minimum pierwszej pochodnej występującego każdorazowo w obrębie jednego uderzenia serca i tak współpracuje z urządzeniem okluzyjnym, 1 2 że wywołanie okluzji zatoki wieńcowej następuje po tym, kiedy lokalne minima następujących po sobie uderzeń serca osiągnęły minimum. [001] Wynalazek zostanie poniżej opisany szczegółowo na podstawie przykładu wykonania przedstawionego na rysunku. Fig. 1 pokazuje na nim schematyczny widok serca z aparatem do przerywanej okluzji zatoki wieńcowej, fig. 2 przedstawienie graficzne przebiegu ciśnienia w zatoce wieńcowej, fig. 3 porównanie przebiegu ciśnienia i pochodnej przebiegu ciśnienia względem czasu a fig. 4 obwiednie przebiegów ciśnienia według fig.3. [0016] Na fig. 1 przedstawiono schematycznie aparat do przerywanej okluzji zatoki wieńcowej, przy czym widoczny jest cewnik wieloświatłowy 1, którego dalszy koniec 2 wprowadzany jest przez przedsionek do zatoki wieńcowej serca 3. Bliższy koniec 4 cewnika 1 ma jedno światło do nadmuchu balonika, które połączone jest z pompą 6. Ciśnienie panujące na dalszym końcu 2 cewnika 1 rejestrowane jest przez urządzenie mierzące 7 ciśnienie, przy czym to urządzenie mierzące ciśnienie posiada też pamięć do zapisu wartości mierzonych. Aktualne wartości pomiaru ciśnienia przesyłane są do urządzenia sterującego z układem analizującym 8, aby przewodem 9 można było dostarczyć sygnały sterujące do uruchamiania i zatrzymywania pompy 6. [0017] Na fig. 2a przedstawiony jest przebieg ciśnienia zarejestrowany przez urządzenie pomiarowe 7, przy czym początek okluzji oznaczono symbolem T0 a koniec okluzji symbolem T1. Widoczny jest szereg skurczowych wierzchołków

9 8 ciśnienia i szereg rozkurczowych dolin 11. Okres pulsu 12 uderzenia serca przedstawia czas między następującymi po sobie wierzchołkami albo następującymi po sobie dolinami. Podczas każdego uderzenia serca w obrębie fazy okluzji 13 określa się 1 2 prędkość wzrostu ciśnienia, obliczając stosunek Δp/Δt, jak zostało to schematycznie przedstawione w widoku powiększonym na fig. 2b. Analogiczne obliczenie wykonywane jest w fazie zwalniania 14 dla prędkości spadku ciśnienia. Z obliczenia wartości granicznych dla przedziału czasowego Δt dążącego do 0 otrzymuje się obraz jak na fig.3, na którym z krzywą przebiegu ciśnienia porównano odpowiednią krzywą pierwszej pochodnej dp/dt przebiegu ciśnienia. Widać, że pierwsza pochodna osiąga maksimum w tych miejscach, w których nachylenie krzywej ciśnienia jest największe w obrębie każdego uderzenia serca. Widać również, że pierwsza pochodna osiąga minimum w tych miejscach, w którym ujemne nachylenie przebiegu ciśnienia jest najmniejsze w obrębie każdego uderzenia serca. Ponieważ w konsekwencji znaczenie mają każdorazowo jedynie maksima ciśnienia względnie minima ciśnienia występujące w obrębie jednego uderzenia serca oraz maksima i minima pierwszej pochodnej krzywej ciśnienia obserwowane w obrębie jednego uderzenia serca, to dla lepszej przejrzystości na fig. 4 przedstawione zostały jedynie odpowiednie obwiednie, które łączą odpowiednie maksima. Na fig.4 przedstawiono przy tym przykładowo jedynie obwiednię dla fazy okluzji. [0018] Podczas okluzji zatoki wieńcowej obserwuje się, że prędkość wzrostu ciśnienia w następujących po sobie uderzeniach serca zwiększa się coraz bardziej, jak widać to na podstawie obwiedni 17 pierwszej pochodnej. Optymalny moment czasowy dla zniesienia okluzji przypada w tym miejscu 1, w którym obwiednia 17 osiąga swoje maksimum, tzn., w którym prędkość wzrostu ciśnienia następujących po sobie uderzeń

10 9 serca jest największa. Ten moment czasowy najłatwiej jest określić matematycznie, przyjmując drugą pochodną krzywej ciśnienia za równą 0. Wynika przy tym, że w miejscu 1 obwiednia 17 pierwszej pochodnej osiąga maksimum, gdy natomiast 1 obwiednia 18, która łączy skurczowe wierzchołki ciśnienia, już wcześniej osiągnęła wartość plateau. W analogiczny sposób optymalny moment czasowy na wywołanie okluzji stanowi miejsce 16 (fig. 3). [0019] Poprzez zniesieniu okluzji w miejscu 1 zapewnione jest z jednej strony jak najdłuższe utrzymanie okluzji, tak by w okludowanej zatoce wieńcowej jak najdłużej panował poziom ciśnienia, który sprzyja uwalnianiu genów VEGF. Z drugiej strony unika się szkodliwych skutków ubocznych spowodowanych zbyt długo trwającą okluzją, bo zniesienie okluzji następuje w odpowiednim czasie, skoro tylko spadnie kurczliwość serca. [00] Podsumowując, można powiedzieć, że niniejszy wynalazek proponuje prosty do wykonania sposób względnie aparat, który opiera się na łatwym do zrealizowania algorytmie, przy czym udaje się optymalnie i precyzyjnie ustalić czasy okluzji i czasy zwolnienia. MIRACOR Medical Systems GmbH Pełnomocnik: 2

11 Zastrzeżenia patentowe 1 1. Aparat do przerywanej okluzji zatoki wieńcowej obejmujący urządzenie okluzyjne, urządzenie mierzące (7) ciśnienie do ciągłego pomiaru ciśnienia cieczy w okludowanej zatoce wieńcowej, pamięć dla przebiegu ciśnienia cieczy jako funkcji czasu oraz układ analizujący (8) do określania następującego przy każdym uderzeniu serca wzrostu ciśnienia i/lub spadku ciśnienia na jednostkę czasu, znamienny tym, że układ analizujący (8) współpracuje z urządzeniem okluzyjnym dla wywołania i/lub zniesienia okluzji zatoki wieńcowej w zależności od wymienionego wzrostu albo spadku ciśnienia na jednostkę czasu. 2. Aparat według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że układ analizujący (8) jest ukształtowany do określania wzrostu ciśnienia na jednostkę czasu następującego każdorazowo przy jednym uderzeniu serca, i w taki sposób współpracuje z urządzeniem okluzyjnym, że zniesienie okluzji zatoki wieńcowej następuje po tym, kiedy wzrost ciśnienia na jednostkę czasu w następujących po sobie uderzeniach serca osiągnął maksimum. 3. Aparat według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienny tym, że układ 2 analizujący (8) jest ukształtowany do określania spadku ciśnienia na jednostkę czasu następującego każdorazowo przy jednym uderzeniu serca, i w taki sposób współpracuje z urządzeniem okluzyjnym, że wywołanie okluzji zatoki wieńcowej następuje po tym, kiedy spadek ciśnienia na jednostkę czasu w następujących po sobie uderzeniach serca osiągnął minimum.

12 11 4. Aparat według zastrzeżenia 1, 2 albo 3, znamienny tym, że układ analizujący (8) jest ukształtowany do określania pierwszej pochodnej ciśnienia cieczy względem czasu i lokalnego maksimum pierwszej pochodnej występującego 1 każdorazowo w obrębie jednego uderzenia serca, i w taki sposób współpracuje z urządzeniem okluzyjnym, że zniesienie okluzji zatoki wieńcowej następuje po tym, kiedy lokalne maksima następujących po sobie uderzeń serca osiągnęły maksimum.. Aparat według zastrzeżenia 1 do 4, znamienny tym, że układ analizujący (8) jest ukształtowany do określania pierwszej pochodnej ciśnienia cieczy względem czasu i lokalnego minimum pierwszej pochodnej występującego każdorazowo w obrębie jednego uderzenia serca, i w taki sposób współpracuje z urządzeniem okluzyjnym, że wywołanie okluzji zatoki wieńcowej następuje po tym, kiedy lokalne minima następujących po sobie uderzeń serca osiągnęły minimum. MIRACOR Medical Systems GmbH Pełnomocnik:

13

14

15

16