研究のタイプ: 医学/生物学の研究 (experimental study)

[脈動するマイクロ波エネルギー:より一様な心筋温度勾配の作成方法] med./bio.

Pulsing microwave energy: a method to create more uniform myocardial temperature gradients

掲載誌: J Interv Card Electrophysiol 1997; 1 (1): 57-65

この研究は、臨床で用いられるマイクロ波アブレーションの改良に関する基礎研究である。マイクロ波アブレーション中に均一な心筋温度勾配を達成できれば、深部の温度を維持しながら、過度な心内膜温度上昇が防止できる。より適したマイクロ波MWパルスの条件を探求するために、ヒツジ心内膜モデルを用いたインビトロ実験を行なった。循環生理食塩水槽中においた心内膜モデルの心内膜表面からの深度0.5 mm、2.0 mm、および3.5 mmで組織温度を測定した。MWエネルギーは915 MHz、20 Wである。「1秒オン1秒オフ」、「3秒オン3秒オフ」、「5秒オン5秒オフ」としたパルス構成で、それぞれ30秒間MWエネルギー供給した場合と、30秒間連続で供給した場合とを比較した。その結果、0.5 mmでの最大温度は、連続供給での83.5±7.31 ℃と比較して、1秒パルス供給では63.2±5.89℃と有意に低かった;3秒パルスおよび5秒パルスの場合も、連続供給に比べ有意に低い表面温度になった;一方、深度2.0 mmおよび3.5 mmの温度は、パルス供給と連続供給で同様であった;したがって、マイクロ波パルスを用いることで、過度の心内膜損傷を防止できることが示された、と報告している。

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研究目的(著者による)

To study the effects of pulsing microwaves on the temperature gradient in an in vitro ovine endocardial model.

詳細情報

Microwave energy is a possible technique to create large myocardial lesions (e.g. for catether ablation). Microwave ablation may result in prolonged and excessive heating of the endocardium, resulting in thrombus formation.
The authors hypothesized that pulsing of microwave energy might cool the endocardium sufficiently to create a surface temperature similar to the temperature at depth.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 915 MHz
Modulation type: CW
ばく露時間: continuous for 30 s
  • 電力: 9.88 W mean (forward power)
  • 電力: 0.59 W mean (reflected power)
ばく露2: 915 MHz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: intermittent for 30 min, 1 s on/1 s off
  • 電力: 9.96 W mean (forward power)
  • 電力: 1.27 W mean (reflected power)
ばく露3: 915 MHz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: intermittent for 30 min, 3 s on/3 s off
  • 電力: 9.95 W mean (forward power)
  • 電力: 1.19 W mean (reflected power)
ばく露4: 915 MHz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: intermittent for 30 min, 5 s on/5 s off
  • 電力: 9.92 W mean (forward power)
  • 電力: 1.27 W mean (reflected power)

ばく露1

主たる特性
周波数 915 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 continuous for 30 s
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • MMW antenna with helical coil configuration
ばく露装置の詳細 Each section of tissue was placed on an apparatus that secured the myocardial tissue while allowing the endocardial surface to be exposed.The antenna was placed parallel to the endocardial surface. The assembly was placed in a plexiglass tank containing circulating saline maintained at 37°C.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 9.88 W mean 測定値 - forward power
電力 0.59 W mean 測定値 - reflected power

ばく露2

主たる特性
周波数 915 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 intermittent for 30 min, 1 s on/1 s off
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 1 s
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 9.96 W mean 測定値 - forward power
電力 1.27 W mean 測定値 - reflected power

ばく露3

主たる特性
周波数 915 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 intermittent for 30 min, 3 s on/3 s off
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 3 s
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 9.95 W mean 測定値 - forward power
電力 1.19 W mean 測定値 - reflected power

ばく露4

主たる特性
周波数 915 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 intermittent for 30 min, 5 s on/5 s off
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 5 s
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 9.92 W mean 測定値 - forward power
電力 1.27 W mean 測定値 - reflected power

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目/測定パラメータ/方法

研究対象とした生物試料:
調査の時期:
  • ばく露中
  • ばく露後

研究の主なアウトカム(著者による)

Maximum temperatures at 0.5 mm were significantly lower at 63.2 +/- 5.89°C for the 1-second pulse compared with 83.5 +/- 7.31°C for the continuous energy delivery.
Pulse configurations "3 seconds on-3 seconds off" and "5 seconds on-5 seconds off" also resulted in a significantly lower surface temperature than continuous energy delivery. However, temperatures at the 2.0 mm and 3.5 mm depth generated by the pulsing delivery were similar to those temperatures achieved during continuous energy delivery.
These techniques may prevent the excessive endocardial damage that may result in an increased risk of thrombus formation and embolization.

研究の種別:

研究助成