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《心臟電生理1——心臟電生理技術(shù)發(fā)展歷程與治療原理》

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2024年12月22日 23:20

【行業(yè)分析】之心臟電生理系列,將深入分析電生理技術(shù)相關(guān)設(shè)備市場格局及未來發(fā)展趨勢。本篇文章作為系列開篇,將詳細(xì)介紹電生理技術(shù)分類、原理、相關(guān)治療方法及其發(fā)展歷程。

1、電生理技術(shù)簡介

電生理技術(shù)是指以多種形式的能量(電、聲等)刺激生物體,測量、記錄和分析生物體發(fā)生的電現(xiàn)象(生物電)和生物體的電特性的技術(shù)。

在心臟醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,電生理技術(shù)發(fā)揮著重要的作用,主要是對心律失常進(jìn)行診斷,并在此基礎(chǔ)上對心律失常進(jìn)行治療,涉及的治療方法主要有:心臟電生理檢查、心臟射頻消融術(shù)、心臟起搏器植入術(shù)等[1]。在本章內(nèi)容中主要介紹心臟射頻消融術(shù)。

表1-1-1. 心臟電生理技術(shù)簡介

1.1心臟電生理發(fā)展歷程

1.1.1心律失常[2]

1、竇性心律

首先,位于右心房上部的天然起搏器竇房結(jié)自動地、有節(jié)律地發(fā)出電信號,然后傳導(dǎo)到房室結(jié),再經(jīng)過希氏束傳導(dǎo)到左、右束支,最后傳導(dǎo)到浦肯野氏纖維,激動整個心臟,從而引起心肌的收縮和舒張,泵送血液至全身。竇房結(jié)每發(fā)放1次沖動,心臟就跳動1次,這種正常的節(jié)律被稱為“竇性心律”,頻率為每分鐘60-100次。

2、心律失常

由于竇房結(jié)激動異?;蚣赢a(chǎn)生于竇房結(jié)以外,激動的傳導(dǎo)緩慢、阻滯或經(jīng)異常通道傳導(dǎo),即心臟活動的起源和(或)傳導(dǎo)障礙導(dǎo)致心臟搏動的頻率和(或)節(jié)律異常。

圖1-1-1竇性心律與心律失常示意圖

圖片來源:網(wǎng)絡(luò)圖片整理

3、心律失常類型

根據(jù)沖動起源的不同可以把心律失常分為以下幾類:

由于竇房結(jié)發(fā)放沖動不規(guī)律引起的心律失常被稱為“竇性心律失?!?,主要包括竇性心動過速、竇性心動過緩、竇性心律不齊、竇性停搏等。

如果發(fā)放沖動的起源點(diǎn)不是竇房結(jié),則稱為“異位心律”。沖動發(fā)生于心房內(nèi)的叫做“房性心律失?!?;如果發(fā)生于心室內(nèi),就稱做“室性心律失?!薄.愇恍穆煞N類繁多,包括各類早搏(房性、室性)、各類心動過速(房性、室上性、室性)、撲動(房撲、室 撲)、顫動(房顫、室顫)。

根據(jù)心跳頻率的不同可分為緩慢性和快速性心律失常兩大類

病態(tài)竇房結(jié)綜合征、房室傳導(dǎo)阻滯等屬于“緩慢性心律失?!?。緩慢性心律失常一般指心跳每分鐘少于60次或出現(xiàn)心臟停跳、長間歇,包括病態(tài)竇房結(jié)綜合征、房室傳導(dǎo)阻滯。

早搏、心動過速、撲動、顫動等為“快速性心律失?!???焖傩穆墒С5陌l(fā)展規(guī)律,以房性心律失常為例,可參考以下簡易圖示:

圖1-1-2快速心律失常示意圖

圖片來源:美敦力官網(wǎng)

1.1.2心臟電生理治療發(fā)展歷程

心臟電生理的代表產(chǎn)品是心臟消融產(chǎn)品。主要包括消融導(dǎo)管,消融設(shè)備,電生理標(biāo)測導(dǎo)管以及標(biāo)測設(shè)備。

1887年 WaHer首次描記出人類心臟電活動后,心電圖就成為心臟電活動紊亂最直接的診斷方法,1960年 Holier發(fā)明動態(tài)心電圖記錄方法后,診斷能力得到提高。但是單純記錄的方法只能在心律失常發(fā)生時被動記錄[3]。

臨床心電生理學(xué)誕生于20世紀(jì)60年代后期。1967年,荷蘭學(xué)者Durrer和法國學(xué)者Coumel分別發(fā)明了程控電刺激技術(shù)。

1968年,美國科學(xué)家Scher?lag建立了重復(fù)、穩(wěn)定記錄希氏束電位的電極導(dǎo)管技術(shù),可以記錄各種心腔內(nèi)電圖,奠定了臨床心電生理研究的基石。

1971年,Wellens將程控電刺激技術(shù)和腔內(nèi)電圖記錄技術(shù)相結(jié)合研究心律失常,是臨床心電生理學(xué)的巨大飛躍,打開了探索心電生理的大門,從此心律失常的診斷由心電圖時代進(jìn)入心臟電生理檢查時代[4]。

1998年,法國醫(yī)生Haissaguerre等首次發(fā)現(xiàn)肺靜脈內(nèi)異常電活動是心房顫動的主要發(fā)生機(jī)制,并率先運(yùn)用導(dǎo)管消融技術(shù)治療心房顫動[5],此后導(dǎo)管消融技術(shù)逐漸推廣開。

2006年12月,《ACC/AHA/ESC房顫治療指南》發(fā)布,明確推薦有癥狀的房顫患者,除藥物治療外導(dǎo)管消融可以用于預(yù)防房顫的復(fù)發(fā)。

2007年,美國心律協(xié)會公布房顫導(dǎo)管消融專家共識,對于有癥狀的房顫患者,如果對一種以上的Ⅰ類或Ⅲ類抗心律失常藥物無效或無法耐受,可以考慮導(dǎo)管消融治療。近年來,心律失?;颊哂捎诓荒褪苌漕l消融高溫,冷凍消融技術(shù)也逐漸成為治療方式之一[6]。

1.1.3心臟射頻消融術(shù)治療原理

導(dǎo)管消融術(shù)是在心內(nèi)電生理檢查的基礎(chǔ)上,對引起心律失常的關(guān)鍵部位(即靶點(diǎn))進(jìn)行精細(xì)標(biāo)測,然后通過導(dǎo)管輸入一定能量的射頻電流,使靶點(diǎn)及鄰近的心肌組織發(fā)生凝固性壞死, 從而消除心律失常。射頻電流是一種高頻交流電,其頻率為100~1000 kHz。導(dǎo)管在心內(nèi)膜放電時,所產(chǎn)生的損傷局限于心內(nèi)膜下,一般不會引起疼痛。射頻電流的熱效應(yīng)可引起組織細(xì)胞的一系列變化, 最終造成局部組織的凝固性壞死, 產(chǎn)生不可逆的損傷。影響損傷區(qū)域大小的因素包括放電的功率、時間、局部組織的溫度以及電極頭的幾何形狀[7]。

行導(dǎo)管消融手術(shù)前,首先要先對心臟進(jìn)行電生理檢查,找到具體的病灶,之后再進(jìn)行手術(shù)。常用的方法為心內(nèi)膜標(biāo)測技術(shù)和三維標(biāo)測系統(tǒng)。

心內(nèi)膜標(biāo)測技術(shù)是經(jīng)過穿刺頸內(nèi)靜脈或鎖骨下靜脈和雙側(cè)股靜脈送入心導(dǎo)管電極, 借助多導(dǎo)生理記錄儀,同步記錄高位右心房、低位右心房、希氏束、右心室尖部、冠狀靜脈竇 (左心房下部)乃至左心室的心內(nèi)心電圖以及12導(dǎo)聯(lián)體表心電圖,以明確診斷和所需消融的病灶。但常規(guī)標(biāo)測費(fèi)時長、暴露在X線下的時間長且無記憶儲存功能。另外X線透視下的心臟結(jié)構(gòu)為二維平面,不能準(zhǔn)確地將心內(nèi)心電圖與其空間結(jié)構(gòu)結(jié)合起來,導(dǎo)管位置僅靠鄰近 X線可視結(jié)構(gòu)判斷[7]。

常規(guī)的標(biāo)測技術(shù)大多數(shù)是通過X線屏幕進(jìn)行粗略的解剖定位并指導(dǎo)電極導(dǎo)管到達(dá)相應(yīng)的解剖位點(diǎn),顯然整個過程需要對X線和心電圖兩套分離的系統(tǒng)進(jìn)行全面的評估、對相互分離的各電極導(dǎo)管的心電信息進(jìn)行綜合分析。

因而會有如下問題:①醫(yī)護(hù)人員和病人的X線暴露時間延長;②需要精通心臟X線影像的高素質(zhì)電生理學(xué)家;③對需要反復(fù)復(fù)合X線和心電信息精確標(biāo)測定位, 如房撲、房顫、室速等疑難復(fù)雜心律失常的消融成功率難以把握;④可能出現(xiàn)解剖結(jié)構(gòu)和心電信息的錯位;⑤體位、呼吸、人為因素導(dǎo)致的導(dǎo)管移位會增加重復(fù)標(biāo)測時間和較低的與原標(biāo)測位點(diǎn)的復(fù)合率[8]。

以Carto或EnSite系統(tǒng)為代表的三維電解剖標(biāo)測系統(tǒng)已成為心律失常射頻消融術(shù)中重要的輔助工具。它們通過標(biāo)測電極在心腔內(nèi)膜表面的滑動進(jìn)行連續(xù)自動快速采點(diǎn),構(gòu)建心臟的三維幾何模型,提高了標(biāo)測及消融的安全性和有效性[9]。

Carto XP系統(tǒng)的工作原理類似于GPS導(dǎo)航定位,主要是將磁場發(fā)生器置于檢查床上,當(dāng)標(biāo)測導(dǎo)管在磁場中移動時,可以產(chǎn)生電流,通過分析電流向量的變化來確定標(biāo)測導(dǎo)管在參照電極所組成三維空間的相對位置,從而實(shí)時直視和定位任何電極導(dǎo)管在心臟、血管腔內(nèi)的移動,而無須在X線透視下操作消融導(dǎo)管到心腔內(nèi)相應(yīng)的位置,并可直觀地顯示需要消融的關(guān)鍵部位。同時,該系統(tǒng)還具有標(biāo)測定位記憶功能,當(dāng)消融導(dǎo)管偏離理想位置時,可使其重回最佳消融靶點(diǎn),從而減少總放電次數(shù)且不延長手術(shù)總時間。

EnSite NavX系統(tǒng)主要是利用空間電場技術(shù)精確定位并重建心臟三維電解剖模型,運(yùn)用數(shù)學(xué)方法詳細(xì)標(biāo)測一個心動周期中整個心內(nèi)膜的激動[10]。

圖1-1-3. 消融手術(shù)示意圖

圖片來源:網(wǎng)絡(luò)圖片整理

注釋

[1] 來源《中國醫(yī)療器械藍(lán)皮書(2019 版)》

[2] 美敦力中國官網(wǎng)

[3] 王立群 ,郭繼鴻.心臟電生理檢查的新進(jìn)展[J].新醫(yī)學(xué),2003(02):118-119.

[4] 黃從新. 心電生理學(xué)發(fā)展歷程與展望[J].中國醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2014,43(03):193-195.

[5] Ha?ssaguerre M,Ja?s P,Shah DC,et al. Spontaneous initiation ofatrial fibrillation by ectopic beats originating in the pulmonary veins[J]. N Engl J Med,1998,339(10):659-666.

[6] 向晉濤,張雙船.國內(nèi)冷凍消融治療心律失常的文獻(xiàn)統(tǒng)計分析[J].中國心臟起搏與心電生理雜志,2007(05):462-464.

[7] 王業(yè)松,孫愛嬌.心臟導(dǎo)管射頻消融術(shù)[J].新醫(yī)學(xué),2009,40(01):50-52.

[8] 侯月梅.臨床心臟電生理標(biāo)測技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].中國心臟起搏與心電生理雜志,2004(01):4-11.

[9] Lemery R.Interventional electrophysiology at the crossroads: cardiac mapping, ablation and pacing without fluoroscopy[J]. J Cardiovasc Electrophysiol, 2012, 23( 10) :1087-1091.

[10] 張艷春,孫劼,董劍廷. 綠色電生理的研究進(jìn)展[J].實(shí)用心電學(xué)雜志,2018,27(01):18-22+28.

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作者:杜福崇

審核:周琦蕓

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