本期，Medtec ADTE有源医疗设备展带您了解三维电生理标测系统如下。

心脏“导航仪”——开启精准电生理诊疗新时代

心脏电生理检查与治疗是现代心脏病学中不可或缺的一部分，尤其在心律失常的诊断和治疗领域发挥着至关重要的作用。随着医学技术的飞速发展，三维心脏电生理标测系统(3D EPS) 已成为这一领域的基石技术。它通过将心腔内的电生理信号与三维解剖结构相结合，为医生提供了一个实时的、可视化的心脏内部“地图”，极大地提高了复杂心律失常(如房颤、室速)诊断的准确性和导管消融等治疗手段的成功率与安全性。如同汽车导航系统(GPS) 引导我们精准到达目的地一样，三维标测系统被誉为心脏内部的“导航仪”，引领着电生理诊疗进入精准化时代。本文将深入剖析其技术特点、对比主流系统、并研判未来市场与技术走势，旨在为相关人士提供决策参考。

第一部分 电生理三维标测系统概览——解码“心”事的基础

1. 什么是电生理三维标测系统？
   1.1 定义
   电生理三维标测系统(Three-Dimensional Electrophysiological Mapping System，3DEPS) 是一种先进的医疗设备，它能够创建心脏腔室的三维解剖模型，并在此模型上实时显示电生理活动。通过将心电图(ECG)与空间结构结合起来，该系统帮助医生识别心律失常的起源和传导通路，从而指导消融导管等治疗工具的精确操作。

   1.2 核心价值
   • 显著提高复杂心律失常(如心房颤动、室性心动过速)的诊断准确性和治疗成功率
   • 减少手术时间及患者和医护人员的 X 射线暴露量

2. 基本工作原理简介
   2.1 定位技术概述
   • 磁场定位技术：类似于全球定位系统(GPS)，通过在患者体外设置磁场发生器，并在导管内传感器定位。当导管在磁场中移动时，系统通过分析传感器感应到的磁场强度和方向变化，精确计算导管头端的三维空间坐标。
   • 电场定位技术(阻抗定位)：通过在患者体表粘贴多个电极片，在心腔内导管电极与体表电极间施加微弱电流，测量不同电极对之间的电阻抗变化，从而计算导管在心腔内的位置。
   • 磁电融合定位技术：结合了磁场定位和电场定位的优点，旨在提高定位的准确性和抗干扰能力，尤其是在复杂解剖结构或存在金属植入物的情况下。

   2.2 信号采集与模型重建
   系统通过插入心脏的特制导管上的电极，采集心腔内不同部位的心电信号(心内电图，intracardiac electrogram，IEGM)。这些电信号与导管的空间位置信息相结合，通过复杂的算法处理，实时构建出心脏腔室的三维解剖模型，并在模型上以颜色编码等方式显示电激动传播的顺序、电压高低等信息。

3. 在心脏电生理诊疗中的关键角色
   3.1 诊断应用
   • 精确标测心律失常的起源点(如房速的局灶起源、室早的起源点)
   • 关键峡部(如房扑的峡部)
   • 折返环路(如室速的折返路径)
   • 异常心肌组织(如瘢痕、低电压区)
   这为理解复杂心律失常的机制提供了直观的依据。

   3.2 治疗指导
   • 在导管消融术中，三维标测系统实时显示消融导管的位置，引导医生精确地将导管尖端送达目标区域进行能量释放，从而阻断异常电传导通路或消除异位起搏点。
   • 系统还能评估消融效果，如验证消融线的完整性。

   3.3 覆盖病种
   广泛应用于多种心律失常的治疗，特别是复杂心律失常，如心房颤动(房颤)、房性心动过速(房速)、室性心动过速(室速)、室性早搏(室早)等。对于传统二维 X 线透视下难以完成的复杂手术，三维标测系统提供了有力的技术支持。

第二部分 核心技术特点深度剖析——洞悉系统性能的关键维度

关键技术维度一：定位技术与导航精度
定位技术是三维标测系统的基石，其准确性和实时性直接影响手术的成败。

1. 核心指标
   • 定位精度：指系统测量的导管位置与其实际物理位置之间的差距，通常要求达到毫米级甚至亚毫米级。
   • 定位稳定度：衡量系统在工作过程中，导管位置测量值随时间变化的稳定性。
   • 实时追踪能力：系统能否快速、准确地跟踪导管在心脏内的动态运动，尤其是在心脏搏动和呼吸运动的影响下。
   • 抗干扰能力：系统抵抗电磁干扰(如电刀、其他医疗设备)和物理干扰(如患者移动、金属植入物)的能力。

2. 主流技术方案对比
   • 磁定位
   优点：通常具有较高的定位精度，受生物组织影响小、相对稳定。
   缺点：可能受金属干扰、磁场发生器体积偏大。
   • 电定位
   优点：对金属不敏感、建模速度快。
   缺点：可能受呼吸、体位、组织电导率变化影响。
   • 磁电融合
   通过结合磁场和电场(或阻抗)两种定位方式，利用各自的优势互补，旨在提高定位的鲁棒性和准确性，减少单一技术固有的局限性。例如，磁场提供绝对位置参考，而电场信息可以用于校正或优化。

3. 对临床应用的影响
   高精度和高稳定性的定位技术是实现精准消融的前提。它能帮助医生准确导航导管至病灶区域，减少不必要的组织损伤，提高手术成功率，并缩短手术时间。例如，在房颤消融中，精确的肺静脉隔离依赖于导管尖端的稳定和准确的定位。

关键技术维度二：心内电信号采集与处理能力
心内电信号是判断心脏电生理状态和指导治疗的关键信息，其采集和处理能力直接影响诊断的准确性和治疗效果。

1. 核心指标
   • 信号采样率：决定了系统捕捉快速电活动细节的能力，高采样率有助于更精确地分析复杂心律失常。
   • 信噪比(SNR)：衡量信号强度与背景噪声的比例，高信噪比意味着更清晰、更可靠的电生理信号。
   • 滤波算法先进性：有效去除噪声(如工频干扰、肌电干扰)同时保留真实心电信号特征的能力。
   • 心内电图质量：包括信号的清晰度、保真度，以及能否准确反映局部心肌的电活动。
   • 通道数量：系统能够同时记录和处理的心内电信号通道数，多通道有助于快速构建高密度电激动图谱。
   • 对低电压/碎裂电位等复杂信号的识别能力：对于识别瘢痕区域、传导缓慢区等关键致心律失常基质至关重要。

2. 当前主流技术方案
   • 采用高保真度、低噪声的放大器和模数转换器(ADC)。
   • 先进的数字信号处理算法，包括自适应滤波、基线漂移校正等。
   • 使用多电极标测导管(如 PentaRay、Lasso、Orion 等)，能够同时采集多个位点的电信号，提高标测效率和密度。

3. 对临床应用的影响
   高质量的信号采集和处理能力是准确诊断心律失常机制的基础。例如，在房颤基质标测中，识别低电压区和碎裂电位对于指导消融策略至关重要。清晰的信号也有助于术中实时评估消融效果，如确认传导阻滞。

关键技术维度三：三维模型重建与可视化效果
将采集到的电生理数据和导管位置信息转化为直观的三维模型，是三维标测系统的核心功能。

1. 核心指标
   • 建模速度：快速构建心腔解剖模型的能力，减少手术时间。快速解剖标测(Fast Anatomical Mapping，FAM) 技术是重要进展。
   • 模型精度与真实度：重建的心腔模型与实际解剖结构的吻合程度，包括对复杂解剖结构(如肺静脉、左心耳)的准确呈现。
   • 几何准确性：模型尺寸、形态的准确性，对于指导导管操作和消融至关重要。
   • 电解剖图谱：如激动图(Activation Map)、电压图(Voltage Map)、传播图(Propagation Map)等的清晰度、分辨率和信息量。
   • 与 CT/MRI 等影像的融合能力：将术中实时构建的电解剖图与术前获取的 CT、MRI等影像数据进行融合，提供更全面的解剖和功能信息。

2. 当前主流技术方案
   • 基于导管接触或非接触式数据采集的建模算法。
   • 高密度标测技术，通过采集大量数据点提高模型的分辨率和准确性。
   • 先进的图像配准和融合算法，实现多模态影像的精确叠加。
   • 利用图形处理单元(GPU) 加速渲染，提供流畅的实时三维可视化。

3. 对临床应用的影响
   高质量的三维模型和可视化界面能帮助术者更好地理解患者的心脏解剖结构和心律失常的电生理机制，从而制定更精准的治疗策略，提高手术效率和安全性。例如，清晰的电压图可以帮助识别瘢痕区域，指导基质改良。

关键技术维度四：系统集成性与操作便捷性
现代电生理手术室环境复杂，系统集成度和操作便捷性对于提高工作流程效率至关重要。

1. 核心指标
   • 集成度：是否将三维标测系统、多道电生理记录仪、刺激仪、消融能量平台的集成程度(“三机一体”或高度集成趋势)。
   • 操作流程的智能化与自动化水平：例如，自动识别心律失常、自动标记解剖结构、自动评估消融效果等功能。
   • 用户界面友好性：直观、易学的操作界面，减少医生的学习曲线。
   • 数据管理与报告功能：方便的数据存储、回顾、分析和报告生成。

2. 当前主流技术方案
   • 一体化平台设计，将多个功能模块整合。
   • 引入人工智能(AI)算法辅助标测和诊断。
   • 触摸屏、可定制化界面等提升用户体验。
   • 与其他医疗信息系统(如 PACS、HIS)的兼容性。

3. 对临床应用的影响
   高度集成和智能化的系统可以简化手术流程，减少人为错误，缩短手术时间，并可能降低对操作者经验的依赖。例如，惠泰医疗的 HT-9000 系统强调其“三机一体”的高度集成特性。

关键技术维度五：压力感知与组织接触评估(部分高端系统具备)
导管与心肌组织的接触力是影响消融效果和安全性的关键因素。

1. 核心指标
   • 压力测量范围与精度：能够准确测量导管头端施加于心肌组织的压力。
   • 实时反馈：向操作者实时显示压力信息，通常以数值和/或图形方式。
   • 接触稳定性指示：帮助判断导管与组织的接触是否稳定，避免因导管滑动或接触不良导致的无效消融或并发症。

2. 当前主流技术方案
   • 在消融导管尖端集成微型压力传感器。
   • 通过算法分析导管尖端阻抗变化等间接指标来评估接触情况。

3. 对临床应用的影响
   压力感知技术有助于优化消融能量的传递，确保形成有效、连续的消融损伤，同时避免过度施压导致心肌穿孔等并发症。这对于提高房颤等复杂心律失常的长期成功率具有重要意义。微创电生理的 TrueForce 压力导管是国产压力感知导管的一个案例，具有较高的临床价值。

文章来源：做导管的小白

文章内容仅供知识交流分享使用，如涉侵权请联系我们删除。

关键字：

三维电生理