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부정맥은 심장의 전기적 신호의 발생과 전달에 이상이 생기면서 발생하였다. 고주파(Radiofrequency, RF)를 이용한 전극도자절제술은 널리 사용되는 심장 부정맥 치료방법 중 하나이다. 전극도자절제술은 RF에 의해 발생하는 조직 내 임피던스가 열로 변환되는 메커니즘을 이용해 부정맥이 발생하는 심장 내 부위에 카테터 전극을 직접적으로 위치시켜 전류가 통하는 심근조직 내부에 저항열을 발생시켜, 조직의 괴사를 유도하여 전기신호를 차단하였다. 임피던스에 의해 발생하는 저항열에 의한 심장근육에 비가역적 손상을 주기 위한 온도는 50℃ 이상이어야 하였다. 온도가 너무 고온이면 전극에 혈전과 숯(char)이 침착되어 심근 조직에 스팀팝(steam pop) 및 심하면 천공이 유발되어 뇌졸중, 대량출혈 등의 고위험 부작용이 생길 수 있다. 또한 이러한 부작용이 발생하는 경우 고주파 전달이 원활히 일어나지 않아 국부적으로 임피던스가 빠르게 증가하고 조직 가열 효과를 잃게 된다. 저항열 외에도 병변 형성에는 적절한 에너지(소모전력), 전극의 크기, 조직과의 접촉압력, RF 전달시간 등에 따라 영향을 받는다. 그 중에서도 관개형 카테터(irrigated catheter)와 심근조직에 접촉하여 일정 압력을 조절 할 수 있는 접촉 ...

부정맥은 심장의 전기적 신호의 발생과 전달에 이상이 생기면서 발생하였다. 고주파(Radiofrequency, RF)를 이용한 전극도자절제술은 널리 사용되는 심장 부정맥 치료방법 중 하나이다. 전극도자절제술은 RF에 의해 발생하는 조직 내 임피던스가 열로 변환되는 메커니즘을 이용해 부정맥이 발생하는 심장 내 부위에 카테터 전극을 직접적으로 위치시켜 전류가 통하는 심근조직 내부에 저항열을 발생시켜, 조직의 괴사를 유도하여 전기신호를 차단하였다. 임피던스에 의해 발생하는 저항열에 의한 심장근육에 비가역적 손상을 주기 위한 온도는 50℃ 이상이어야 하였다. 온도가 너무 고온이면 전극에 혈전과 숯(char)이 침착되어 심근 조직에 스팀팝(steam pop) 및 심하면 천공이 유발되어 뇌졸중, 대량출혈 등의 고위험 부작용이 생길 수 있다. 또한 이러한 부작용이 발생하는 경우 고주파 전달이 원활히 일어나지 않아 국부적으로 임피던스가 빠르게 증가하고 조직 가열 효과를 잃게 된다. 저항열 외에도 병변 형성에는 적절한 에너지(소모전력), 전극의 크기, 조직과의 접촉압력, RF 전달시간 등에 따라 영향을 받는다. 그 중에서도 관개형 카테터(irrigated catheter)와 심근조직에 접촉하여 일정 압력을 조절 할 수 있는 접촉 압력 센서가 부착된 카테터는 부정맥 시술시 합병증을 감소시킬 수 있는 주된 요소이다. 이러한 여러 요소들의 적절한 조합이 성공적인 부정맥시술을 하는데 핵심적인 영향을 주며, 전극도자절제술의 주된 조절가능한 변수가 된다. 따라서, 앞에 언급된 다양한 변수를 적용하여 최적의 시술조건을 파악하하는 것이 전극도자절제술의 이해 및 최적 조건의 확립에 중요하다고 판단된다.
본 연구에서는 현재 부정맥 중재시술에 사용되고 있는 3종류의 카테터를 돼지 심근조직에 RF 소작을 시행하여 접촉압력, RF 출력의 변화에 따른 조직 깊이별 온도변화를 관찰하고 소작된 조직의 크기 및 변화를 측정하여 적정 조건을 도출하기 위하여 시도하였다. 또한 병변형성 효과를 비교하여 효율성을 높일 수 있는 최적화된 방법을 찾기 위해 체외실험 조건을 통해 파악하고자 하였다.
현재 시중에 사용되는 3가지 카테터 모델의 체외실험 결과, RF 출력이 증가할수록, 접촉압력이 증가할수록, 소작된 단면적이 증가하였고, 스팀팝의 발생 시점을 전후하여 유의미한 온도 및 임피던스 변화가 발생함을 관찰할 수 있었다. 이의 분석으로 스팀팝이 발생하는 환경을 미리 예측하고 예방할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.
본 연구에서 도출된 결과는 향후 임상영역에서 효과적인 부정맥 중재시술에 적용될 수 있을 것으로 생각되며, 이를 위해서는 조직과 접촉부의 온도, 임피던스의 실시간 관찰 및 측정된 임피던스와 온도를 피드백하여 RF 출력을 능동적으로 조절 가능한 RF 발생기 및 제어부분의 개발이 요구되는 것으로 보인다. 본 연구결과를 기반으로 부정맥 시술이 필요한 영역에서 안정적인 시술을 위한 환경변수의 최적화 가능성을 확인하였다.