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前言

PFA導(dǎo)管形態(tài)設(shè)計五花八門，以肺靜脈隔離為例，主流的設(shè)計包括花瓣狀、球囊狀、環(huán)狀等，不同的導(dǎo)管設(shè)計安全有效性表現(xiàn)如何？Andres Belalcazar等在Heart Rhythm上發(fā)表的文章通過實驗?zāi)Ｐ蛯Ρ攘瞬煌螒B(tài)導(dǎo)管的安全有效性，結(jié)果值得學(xué)習(xí)。

（五花八門的導(dǎo)管設(shè)計）

研究背景、目的

脈沖場消融（PFA）是一種基于電穿孔的有前途的技術(shù)。尚不清楚不同的導(dǎo)管設(shè)計是否意味著有效性和安全性差異。

選擇3種代表性的PFA導(dǎo)管設(shè)計，改變其幾何結(jié)構(gòu)、血液暴露和能量輸送方法，然后比較病變透壁性、安全性和栓塞風(fēng)險。

研究方法

使用計算機斷層掃描衍生的心臟及毗鄰結(jié)構(gòu)模型。將球囊、花瓣和環(huán)形導(dǎo)管放置在左肺靜脈附近。測試了四種能量傳輸方法：多單極、順序單極、交錯和寬交錯（后文有介紹）。有效性定義為 600 V/cm 的目標(biāo)百分比。安全方面包括主動脈/食管電穿孔損傷和氣泡生成，透壁性要求為 90%。

如圖1所示。所有系統(tǒng)的直徑都是22毫米，與已上市的射頻或PFA導(dǎo)管規(guī)格類似。球囊有3.6*3.6毫米電極(面積13平方毫米)與組織貼壁，但不接近血液。電極間的間距為2.4毫米。

第一類球囊導(dǎo)管是用一種不導(dǎo)電的填充液(如5%的葡萄糖)模擬的，這種填充液經(jīng)過初步測試，可以減少可能使薄膜破裂的高電場。

第二類設(shè)計為花瓣/網(wǎng)籃狀導(dǎo)管，有柔性電路樣條，每個4毫米寬，0.5毫米厚，與心房血液絕緣，因為電極安裝在聚合物上。電極的尺寸和間距與上面的球囊導(dǎo)管相同。絕緣不如球囊導(dǎo)管，因為電流有可能流過樣條之間的空間。

第三種設(shè)計是使用環(huán)形導(dǎo)管，每個電極長3mm，直徑1.6mm；電極間距為3.7mm。

所有導(dǎo)管的電極均放置在相同的精確位置，僅切向接觸壁組織，以控制位置，方便作變量分析。為了減少不均勻接觸組織的混雜效應(yīng)，采用了電流控制方案，因此不管電極-組織阻抗如何，都輸送相同的電流。

研究的第二個變量是能量給予的模擬方式，即給電極通電的方式。下圖顯示了4種放電的模式。這些模式是基于一些廠商對PFA裝置的報道。通過雙相脈沖能量傳輸，分離相鄰的相反極性電極，可避免短路，從而減少電弧。

如上圖示四種給電極供電的方法。前兩種是單極方法，正極為導(dǎo)管電極，負(fù)極為患者背部的負(fù)極板（類似射頻消融）。在多單極輸送方法中（第一種），所有電極都被正向通電，同時電流從所有電極流向背面電極。在順序單極方法中（第二種），每個電極依次通電，其他電極則浮動。對于交錯雙極方法（后三種），患者背部沒有電極，電流產(chǎn)生在電極的正負(fù)極之間。標(biāo)準(zhǔn)交錯方法具有交替極性的電極，即相鄰單極一正一負(fù)（第三種）。寬交錯法在交替極性的電極之間具有不通電的浮動電極，即正負(fù)極之間有多余不通電的電極（第四第五種）；

心臟三維及毗鄰解剖通過計算機模型建立，以評估消融安全性，下圖所示為計算機斷層掃描衍生的建模解剖結(jié)構(gòu)的部分視圖。左圖：后視圖，包括降主動脈段（紅色）、部分食道（黃色）、氣道和左肺（藍(lán)色）、左心房（棕色）和肺干（洋紅色）。腔靜脈、右心房和冠狀竇顯示為紫色。右圖：相同的俯視圖，但切除了更多器官。左心房壁（灰色）厚 2.5 毫米。左肺靜脈竇處的 6 毫米寬目標(biāo)在主動脈和食管前方可見（參見文字和圖 4）。

研究結(jié)果

對于多電極輸送方法，靠近主動脈的后壁電極在6A的電流下，球囊導(dǎo)管、花瓣導(dǎo)管和環(huán)形導(dǎo)管的阻抗分別為856、821和630歐姆。電壓分別為5135、4929和3777伏。阻抗值是每個電極的，而不是系統(tǒng)的，當(dāng)考慮所有電極時，系統(tǒng)的阻抗值會更低。例如，對于環(huán)形導(dǎo)管，多極法的系統(tǒng)阻抗約為63 歐姆，平均電壓3803V / (10個電極*6A)。具有更多電極但被球囊更好絕緣的球囊導(dǎo)管產(chǎn)生了略高的系統(tǒng)阻抗，約為68 歐姆 ，平均電壓為5299 V / (13個電極*6A)。

當(dāng)單獨通電(順序單極輸送法)為6A時，球囊導(dǎo)管、花瓣導(dǎo)管和環(huán)形導(dǎo)管的阻抗分別為184、153和120歐姆。電壓分別為1103、919和718伏。脂肪區(qū)域附近的阻抗稍高，例如，球囊系統(tǒng)中的房頂電極的阻抗為199歐姆。對于交錯輸送方法，后部電極在6A時的阻抗分別為257、214和105歐姆，分別為球囊導(dǎo)管、花瓣導(dǎo)管和環(huán)形導(dǎo)管。電壓分別為1539、1284和631伏。需要注意的是，圓形導(dǎo)管有一個標(biāo)準(zhǔn)的交錯輸送方法，而球囊和花瓣系統(tǒng)有一個順序-寬度-交錯輸送方法，所以它們的阻抗不能嚴(yán)格比較。

有效性：

下圖比較了導(dǎo)管設(shè)計和通電方法的有效性與電流關(guān)系。有效性是以超過600 V/cm治療的靶體積的百分比，100%代表完全透壁病變。一般而言，可以看出球囊和花瓣導(dǎo)管具有最佳功效，而環(huán)形導(dǎo)管需要更高的電流來實現(xiàn)類似的透壁損傷。

安全性——臨近組織：

下圖示主動脈和食管的安全性與電流對導(dǎo)管設(shè)計和能量化方法的比較。曲線顯示主動脈和食管的體積超過600 V/cm (即電穿孔)。電穿孔體積越小越安全。采用交錯能量法的圓形導(dǎo)管是最安全的。

安全性——氣泡相關(guān)栓塞安全性

在實現(xiàn)了90%的透壁損傷的前提下。更小的電流密度意味著更低的氣泡產(chǎn)生率和更高的安全性。與球囊型或花瓣型導(dǎo)管相比，環(huán)形導(dǎo)管具有約4-5倍的氣泡生成，正如預(yù)期的那樣，主要是因為環(huán)形電極更多的暴露在血液中。

研究結(jié)論

計算機模型顯示，有效性方面，球囊導(dǎo)管或花瓣導(dǎo)管比環(huán)形導(dǎo)管的有效性高約 4 倍。與雙極交錯方法相比，多單極能量輸送方法電穿孔主動脈和食管組織的風(fēng)險更高。安全性方面，考慮到栓塞風(fēng)險，圓形導(dǎo)管產(chǎn)生氣泡的可能性最高。具有寬交錯輸送方法的球囊或花瓣導(dǎo)管系統(tǒng)顯示出有效性和安全性的最佳平衡。