马长生三维电生理标测与导管导航

第77章心脏三维电生理标测与导管导航新技术近年来，心脏三维标测和导航技术很大程度上改变了传统的心脏电生理方法[1- 4]。一般来说，心律失常病例获得成功消融的必需因素是：1.折返性或局灶性机制明确。2.导管在靶点区域稳定放电。但在多形性心律失常、一过性心律失常、血流动力学不稳定的心律失常以及解剖结构复杂导致导管操作困难时，传统电生理标测系统常难胜任，而此时三维系统的重要性更加彰显出来。理想的标测和导航系统应具备以下特征：（1）电图时间和振幅的精确、可重复的记录；（2）心内膜、心肌内、心外膜和心腔内（乳头肌）电图来源的定位；（3）能够辨识导管是否与组织贴靠并且指导导管移动的安全导航方法；（4）在一个或几个心动周期内即能完成以上过程的能力；（5）操作导管顶端到达并稳定于复杂心腔结构中任意位置的能力。尽管目前还没有一种标测和导航系统能同时具备以上所有条件，但目前几个主要的三维系统各有所长。本章主要讨论以上系统的工作原理，并简要介绍其在临床上的应用。

一、主要心脏三维电生理标测和导管导航系统简介

（一）心脏电解剖标测系统（CARTO TM）

1992年 Shlomo Ben-Haim发明的CARTO TM系统（即“心脏电解剖标测系统”），目前已在临床中，特别在那些需要详细逐点标测和精确解剖定位的电生理病例中得到广泛应用[5, 6]。该系统的基本原理[1, 2, 5, 6]是，磁场中的金属线圈可产生电流，其强度决定于磁场中的场强和线圈的方向。用于电解剖标测的导管（NaviStar TM）是一个在电极顶部埋置了磁感受器的可调弯四极标测消融电极。放置于导管床下的定位器中内置三个超低磁场发生器并产生磁场。工作原理类似于全球定位系统（GPS），CARTO信号处理单元收集超低磁场的强度、频率和时相的数据，然后通过软件分析导管顶端的位置和方向。三维图像的构建过程是首先在X线透视下手工操纵导管，并在心内膜下的确认位置处记录标志性位点；其他位点的辨认可不依赖X线（如根据三维图形和电位形态）。各位点的信息由导管采集并通过特殊计算机软件分析产生所标测心腔的实时、三维模型；每一点还同时记录了可与参考电图相比较的局部电图；在心腔解剖模型基础上还整合了电压、激动和传导等以颜色编码的标测信息；另外感兴趣的特殊位点，如希氏束、瘢痕组织或消融处可以特殊颜色进行标记留作后续参考。显示屏上可显示虚拟心

腔模型的多体位图像。图77-1示CARTO系统工作原理。

图77-1 CARTO系统工作原理左图：CARTO系统的工作原理类似全球定位系统（GPS）。a表示磁定位导管（NaviStar TM专用导管）的结构，可见导管顶端内置磁感受器；b表示CARTO 磁定位器内置的三个超低磁场发生器，导管顶端内置的磁感受器（图中以s表示）可探测到磁场中随导管位置而变的磁场强弱和方向变化，三个磁场的伞形空间交点即为理论上导管顶端的位置；c表示系统可显示导管顶端的空间三维方向；d以飞机的旋转、倾斜和偏移变化表示导管顶端的相似变化也可显示出来。右图：在患者身下有内置三个超低磁场发生器的磁定位器，患者背部皮肤上贴有定位参考电极，顶端植入磁感受器的NaviStar TM专用导管通过静脉系统送入心腔中，并由此产生导管顶端在心腔中的三维位置和方向（引自Schmitt C, Deisenhofer I, Zrenner B. Catheter Ablation of Cardiac Arrhythmias: A Practical Approach. München: Steinkopff Verlag Darmstadt. 2006. 55-76.）

由于CARTO系统是目前最常用的三维标测系统之一，具有此类系统的多数特征，故以下以CARTO系统为例介绍三维系统的常用功能

CARTO系统的常用功能主要包括以下几个方面：①三维解剖定位：能提供心脏解剖结构以及标测、消融位点的精确三维坐标，准确、实时地显示导管的位置和方向。②激动顺序标测：将心脏局部位点的三维空间位置及其相应心内电图整合在一起，创建心腔内电激动在三维方向上的传导电图，为各种心律失常的诊断提供帮助。③电压标测：可以提供心脏各三维空间位点的电压图，并以此推测心律失常发生和维持的可能机制。④其他：特殊应用如标测碎裂电位等。

1.三维解剖定位在顶端内置磁感受器的专用导管标测完某一心腔后，即可通过特定软件重建该心腔的三维结构，导管在一定空间中的位置和方向也可同时显示。在此基础上应用计算机软件可以旋转该虚拟心腔、转换观察角度甚至使用内窥镜模式对心脏进行研究，对了解心腔的立体结构、判断射频导管与某些特定空间结构的关系有很大的帮助。由于CARTO系统能记忆所有标测及损伤点的三

维位置、局部电位等，任何时候都可以引导大头导管重新回到曾标测或损伤的某一特定位置，而且比双平面X线定位更准确可靠，所以一旦建立起三维解剖图象就可以明显减少X线下操作。但提醒注意以下两点：

⑴参照 左心房建模时，可先将顶端植入磁感受器的专用导管送至肺静脉内，逐步后撤导管，得到管形的肺静脉模型，这对明确肺静脉走行有一定的帮助。但需注意，肺静脉与左房交界处的结构十分复杂，导管走行于血管壁的具体位置也难以确定，重建的肺静脉与真实结构往往有偏差，选择性肺静脉造影仍是确定肺静脉开口的最准确手段。

⑵校正 建立一个良好的CARTO三维解剖图，标测结束时必须删除一些“不合理”的位点，例如局部心内膜电位过低且解剖结构上呈明显凹陷的位点常表明标测导管没有很好地贴靠到心内膜上，应予以删除；有些位点虽然空间结构上并不凹陷，甚至明显凸出，局部电位也很好，但不在被标测心腔内，也应该被删除，如突入肺静脉、左心耳和左心室的位点，另外有些过于凸出的位点是由于导管局部张力过大。三维解剖结构图校正过程见图77-2。

图77-2 校正前后的CARTO左房三维解剖结构图白色圆点表示肺静脉开口处的位点，青色圆点表示凹陷的点或是突入到肺静脉内的位点（左图），原图（左图）69个位点中删除不合理的位点（青色圆点）后得到较满意的校正后解剖结构图（54个点，见右图），与三维影像配准后，发现定位准确（参见图77-9） PA：后前位

2.激动顺序标测是CARTO系统分析复杂心律失常的主要手段之一，通过专用导管在构建三维解剖结构的同时，记录局部位点的心内膜下电位（范围约2.5秒时程），得出局部激动时间（LAT）参数，根据LAT的数值在局部以不同的色