1、电生理技术简介

电生理技术是指以多种形式的能量（电、声等）刺激生物体，测量、记录和分析生物体发生的电现象（生物电）和生物体的电特性的技术。

在心脏医学领域，电生理技术发挥着重要的作用，主要是对心律失常进行诊断，并在此基础上对心律失常进行治疗，涉及的治疗方法主要有：心脏电生理检查、心脏射频消融术、心脏起搏器植入术等^[1]。在本章内容中主要介绍心脏射频消融术。

表1-1-1. 心脏电生理技术简介

1.1心脏电生理发展历程

1.1.1心律失常^[2]

1、窦性心律

首先，位于右心房上部的天然起搏器窦房结自动地、有节律地发出电信号，然后传导到房室结，再经过希氏束传导到左、右束支，最后传导到浦肯野氏纤维，激动整个心脏，从而引起心肌的收缩和舒张，泵送血液至全身。窦房结每发放1次冲动，心脏就跳动1次，这种正常的节律被称为“窦性心律”，频率为每分钟60-100次。

2、心律失常

由于窦房结激动异常或激动产生于窦房结以外，激动的传导缓慢、阻滞或经异常通道传导，即心脏活动的起源和（或）传导障碍导致心脏搏动的频率和（或）节律异常。 

图1-1-1窦性心律与心律失常示意图

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3、心律失常类型

根据冲动起源的不同可以把心律失常分为以下几类:

• 由于窦房结发放冲动不规律引起的心律失常被称为“窦性心律失常”，主要包括窦性心动过速、窦性心动过缓、窦性心律不齐、窦性停搏等。

• 如果发放冲动的起源点不是窦房结，则称为“异位心律”。冲动发生于心房内的叫做“房性心律失常”；如果发生于心室内，就称做“室性心律失常”。异位心律种类繁多，包括各类早搏(房性、室性)、各类心动过速(房性、室上性、室性)、扑动(房扑、室 扑)、颤动(房颤、室颤)。

根据心跳频率的不同可分为缓慢性和快速性心律失常两大类

• 病态窦房结综合征、房室传导阻滞等属于“缓慢性心律失常”。缓慢性心律失常一般指心跳每分钟少于60次或出现心脏停跳、长间歇，包括病态窦房结综合征、房室传导阻滞。

• 早搏、心动过速、扑动、颤动等为“快速性心律失常”。快速心律失常的发展规律，以房性心律失常为例，可参考以下简易图示：

图1-1-2快速心律失常示意图

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1.1.2心脏电生理治疗发展历程

心脏电生理的代表产品是心脏消融产品。主要包括消融导管，消融设备，电生理标测导管以及标测设备。

• 1887年 WaHer首次描记出人类心脏电活动后，心电图就成为心脏电活动紊乱最直接的诊断方法，1960年 Holier发明动态心电图记录方法后，诊断能力得到提高。但是单纯记录的方法只能在心律失常发生时被动记录^[3]。
• 临床心电生理学诞生于20世纪60年代后期。1967年，荷兰学者Durrer和法国学者Coumel分别发明了程控电刺激技术。
• 1968年，美国科学家Scher⁃lag建立了重复、稳定记录希氏束电位的电极导管技术，可以记录各种心腔内电图，奠定了临床心电生理研究的基石。
• 1971年，Wellens将程控电刺激技术和腔内电图记录技术相结合研究心律失常，是临床心电生理学的巨大飞跃，打开了探索心电生理的大门，从此心律失常的诊断由心电图时代进入心脏电生理检查时代^[4]。
• 1998年，法国医生Haissaguerre等首次发现肺静脉内异常电活动是心房颤动的主要发生机制，并率先运用导管消融技术治疗心房颤动^[5]，此后导管消融技术逐渐推广开。
• 2006年12月,《ACC/AHA/ESC房颤治疗指南》发布，明确推荐有症状的房颤患者，除药物治疗外导管消融可以用于预防房颤的复发。
• 2007年，美国心律协会公布房颤导管消融专家共识，对于有症状的房颤患者，如果对一种以上的Ⅰ类或Ⅲ类抗心律失常药物无效或无法耐受，可以考虑导管消融治疗。近年来，心律失常患者由于不耐受射频消融高温，冷冻消融技术也逐渐成为治疗方式之一^[6]。

1.1.3心脏射频消融术治疗原理

导管消融术是在心内电生理检查的基础上，对引起心律失常的关键部位（即靶点）进行精细标测，然后通过导管输入一定能量的射频电流，使靶点及邻近的心肌组织发生凝固性坏死, 从而消除心律失常。射频电流是一种高频交流电，其频率为100～1000 kHz。导管在心内膜放电时，所产生的损伤局限于心内膜下，一般不会引起疼痛。射频电流的热效应可引起组织细胞的一系列变化, 最终造成局部组织的凝固性坏死, 产生不可逆的损伤。影响损伤区域大小的因素包括放电的功率、时间、局部组织的温度以及电极头的几何形状^[7]。

行导管消融手术前，首先要先对心脏进行电生理检查，找到具体的病灶，之后再进行手术。常用的方法为心内膜标测技术和三维标测系统。

心内膜标测技术是经过穿刺颈内静脉或锁骨下静脉和双侧股静脉送入心导管电极, 借助多导生理记录仪，同步记录高位右心房、低位右心房、希氏束、右心室尖部、冠状静脉窦 (左心房下部)乃至左心室的心内心电图以及12导联体表心电图，以明确诊断和所需消融的病灶。但常规标测费时长、暴露在X线下的时间长且无记忆储存功能。另外X线透视下的心脏结构为二维平面，不能准确地将心内心电图与其空间结构结合起来，导管位置仅靠邻近 X线可视结构判断^[7]。

常规的标测技术大多数是通过X线屏幕进行粗略的解剖定位并指导电极导管到达相应的解剖位点，显然整个过程需要对X线和心电图两套分离的系统进行全面的评估、对相互分离的各电极导管的心电信息进行综合分析。

因而会有如下问题：①医护人员和病人的X线暴露时间延长；②需要精通心脏X线影像的高素质电生理学家；③对需要反复复合X线和心电信息精确标测定位, 如房扑、房颤、室速等疑难复杂心律失常的消融成功率难以把握；④可能出现解剖结构和心电信息的错位；⑤体位、呼吸、人为因素导致的导管移位会增加重复标测时间和较低的与原标测位点的复合率^[8]。

以Carto或EnSite系统为代表的三维电解剖标测系统已成为心律失常射频消融术中重要的辅助工具。它们通过标测电极在心腔内膜表面的滑动进行连续自动快速采点，构建心脏的三维几何模型，提高了标测及消融的安全性和有效性^[9]。

Carto XP系统的工作原理类似于GPS导航定位，主要是将磁场发生器置于检查床上，当标测导管在磁场中移动时，可以产生电流，通过分析电流向量的变化来确定标测导管在参照电极所组成三维空间的相对位置，从而实时直视和定位任何电极导管在心脏、血管腔内的移动，而无须在X线透视下操作消融导管到心腔内相应的位置，并可直观地显示需要消融的关键部位。同时，该系统还具有标测定位记忆功能，当消融导管偏离理想位置时，可使其重回最佳消融靶点，从而减少总放电次数且不延长手术总时间。

图1-1-3. 消融手术示意图

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