02射频消融原理
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射频消融手术原理
讲课内容
● 射频能量基础 ● 射频仪工作模式 ○ 功率控制模式 ○ 温度控制模式 ● 导管头电极的结构对消融的影响 ○ 4mm Tip ○ 8mm Tip ○ Irrigated Tip
培训部
什么是射频
● 将电流转化为热量从而造成心肌损伤 ● 通过将细胞加热到可以使其坏死的温度破坏产生心律失常 的组织
培训部
盐水灌注导管的原理
● 盐水对头端电极持续冲刷的作用 ○ 降低了血块凝结的风险 ○ 导管头端温度很低 ● 导管能对局部心肌组织释放更多的射频能量
培训部
非灌注消融与开放式灌注消融效果对比
● 使用非灌注消融导管消融（30W）
• 射频消融能量渗入接触面下1mm（阻 抗加热） • 热量向附近组织传导，能量和温度迅 速下降 • 消融结果： • 创痕直径最大处在导管接触面 • 创痕通常宽度和深度都小于4mm • 由于接触面温度低，消融能量能迅速 进入心肌组织深部 • 消融结果：椭圆形创痕 • 表面直径 < 4mm • 深度越大，创痕直径越大，最大 直径在离接触面4-6mm处 • 创痕直径约10mm
培训部
冷盐水导管的应用
● 使用在需要深创痕的手术 ○ VT ○ Atrial Flutter ○ (refractory) SVT ● 使用在需要透壁性损伤的手术 ○ AFIB!!
培训部
Knowledge is power
温度控制模式下功率输出&血流冷却作用
● 血液的被动冷 却作用与心脏 的搏动有关， 这也造成了消 融导管头端温 度感应值的上 下波动 ● 血流缓慢的区 域冷却效果差
培训部
盐水灌注导管的应用
● 盐水灌注导管 在消融过程中 自主地用盐水 来冲刷导管头 端，降低头端 电极的温度 ● 不受局部血流 速度的影响
热电阻
• 电压输出高 • 反应快
培训部
热电偶 & 热电阻的缺点
热电偶
• • • • 电压输出低 需要参考 稳定性差 敏感性差
培训部
热电阻
• 变化非线性 • 易碎 • 需要电源支持
不同品牌射频仪支持的温度感受器
Brand
培训部
TC
TH
Cordis EPT Medtronic Daig IBI
组织凝结
消融对心肌组织的效应
培训部
消融对心肌组织的效应
培训部
表面结痂
组织加热后的损伤变化
● 心肌组织 1. 细胞在温度大于50度时发生爆裂。细胞死亡并成为碎片 2. 组织温度超过50度，细胞就产生不可逆损伤。 ● 血液 1. 当温度超过90-100度时，血液开始凝结 2. 80度时产生软血栓 不受肝素水平的影响 3. 消融时组织温度应该在50-80度
培训部
如何增大组织损伤
如果要造成较大的损伤有两个选择
培训部
1. 增加消融温度（将增大凝血的风险） 2. 增大消融功率
消融损伤的影响因素
● 功率，贴靠，阻抗，温度，部位，解剖位置，消融时间。
培训部
影响消融的因素
如何产生更大的损伤 ● 高功率 ● 更好的贴靠 。贴靠压力 。电极尺寸 。电极轴向：垂直或平行 ● 低阻抗 。解剖位置 。用两块背极板减少系统阻抗 ● 延长消融时间
培训部
温度控制模式
● 射频仪不断通 过头电极的温 度变化来调整 输出功率，使 头电极的温度 维持在预设值 ● 为了安全起见 ，射频仪的输 出功率不会超 过预设的功率 上限
培训部
温度控制模式的优势
1.
培训部
高效: ○ 自动调整功率输出到最理想的数值，使局部温度 维持在预设值 安全: ○ 因为功率输出仅仅使局部组织温度维持在预设值 ，不会进一步加大，所以减少了局部气化“POP” 的危险
2.
温度感知器
• 热电阻 • 热电偶
培训部
位于头端电极内的热电阻或热电偶感受器可以感知大头温 度
温度感受器
什么是热电偶?
热电偶是温度感受器的一种。它由两种不同的金属 组成，二者在尾端连接在一起，这样感受器在不同 的温度下可以输出不同的电压。这种电压的变化可 以被转化为实际温度。
培训部
热电偶
热电偶可以由不同的金属组成。最常用合金的是 J, K, T 还 有 E. 每种合金都有不同的温度感知范围。
● 使用开放式灌注导管消融（30W）
培训部
与传统导管温度曲线比较
培训部
传统导管消融：导管头端 电极升高至65°C，会导致 结痂和血栓形成的危险
冷盐水灌注导管消融：灌注盐 水对头电极进行冷却，维持在 较低的温度，有效的降低了结 痂和血栓的形成
冷盐水消融与普通导管的损伤对比
培训部
冷盐水消融与普通导管的损伤对比
培训部
血流冲刷对消融的影响
● 血液冲刷将带走热量并冷却 局部组织与消融电极
培训部
● 血流充分时，可以给予更大 的消融能量而不用担心局部 表面结痂 ● 冷盐水消融的原理
血流速度对消融深度的影响
能量的安全应用
● 总的原则:
○ 释放到组织的能 量多少决定了组 织内部的温度， 从而影响了损伤 范围的大小
培训部
●
第二阶段: ○ 热传导到附近 的局部组织和 导管头电极
何为阻抗热
培训部
● 只在局部贴靠周边1mm内产生 ● 功率越高产生的阻抗热在组织内的作用越深 ● 阻抗热与电流的平方成正比 ● 当电极离开内膜表面阻抗热会迅速降低
传导热
● 直接在毗邻组织内转化为热量 ● 传导热转换较慢，尤其是在生体组织内。因 此在射频消融时，在局部停留30-60秒才会 形成完全的损伤
导管头电极结构
4mm Tip 8mm Tip Irrigated Tip
培训部
4mm Tip vs. 8mm Tip
● 在功率恒定的 情况下, 8mm 导管所造成的 损伤范围较小
○ 导管头电极的 表面积较大 ○ 电流密度较低 ○ 很多能量流失 在血液中
培训部
8mm 导管的应用
1. 血流的冲刷作用降低了导管头端的温度 2. 为了达到温度的预设值导管可以使用更大的功 率消融 3. 在温控模式下使用8mm导管能输出更理想的功率 值来达到目标温度 4. 与4mm导管相比能造成更大的损伤范围
培Байду номын сангаас部
冷盐水消融与普通导管的损伤对比
培训部
冷盐水导管的优势 ● 功率 ○ 可以有效传递所需要的功率，消除局部血 流的影响；达到相同效果所需放电次数显 著减少、手术时间明显缩短 ● 控制 ○ 通过调整输出功率，可以控制创痕的大小 和深度 ● 安全 ○ 更低的头端电极温度，有效减少结痂和血 凝块的风险，平滑消融表面 ● 精确
培训部
TYPE T
Constantan
Copper
热电阻
● 热电阻感受器由半导体金属组成 ，它的阻抗可以随着温度变化。 所以热电阻需要额外的能量支持 才能测量温度。
培训部
Thermistor Bead 阻抗随温度变化的曲线
Glass
热电偶 & 热电阻的能量
热电偶
• • • • • • 不需额外能量 结构简单 反应快 便宜 适用性广 测试温度范围广
培训部
射频能量的构成—环路
●
培训部
射频仪 消融电极 ○ (表面积小, 电流密度大) 背部电极 ○ (表面积大, 电流密度小)
●
●
射频对心肌组织的作用
在导管消融时有三种重要的热量转化方式 ● 阻抗热 ● 传导热 ● 对流性冷却
培训部
组织加热过程
● 第一阶段: ○ 阻抗式加热 ○ 在局部组织内 部发生
培训部
● 防止组织过热:
○ 组织气化 ○ “pop“
组织加热后的变化
● 射频消融时，高频电流通过电极释放到电极头相邻的组织 表面 ● 当心肌组织温度超过48-50度将产生不可逆损伤 ● 由于阻抗热及传导热的作用，
1. 细胞膜爆裂 2. 细胞脱水 3. 细胞内蛋白变性
培训部
消融对心肌组织的效应
培训部
培训部
产生充分损伤的条件
电极 -- 组织 温度升高到至少 持续时间至少
紧密接触 60OC 40秒
培训部
放电电电极的头端大小: 4mm-8mm
培训部
射频仪工作模式
功率控制模式 温度控制模式
功率控制模式
● 根据放电前输出 能量的设置参数 ，射频仪持续输 出恒定的能量， 而不管局部温度 的高低 ● 为了安全起见， 当头电极温度达 到预先设定的强 行切断指标，射 频仪工作自动停 止
培训部
4mm versus 8mm tip Ablation Catheters
培训部
8mm导管能比4mm导管产生范围更大，创痕更深的损伤，但是需要更大的能量。 当使用Swartz鞘的时候，因为有更好的组织贴靠，在相同能量下， 8mm导管产 生的创痕能比4mm导管深20%，长45%，范围大95%。所以，它可以用于AVNRT，VT ，AFL，AFIB的治疗
讲课内容
● 射频能量基础 ● 射频仪工作模式 ○ 功率控制模式 ○ 温度控制模式 ● 导管头电极的结构对消融的影响 ○ 4mm Tip ○ 8mm Tip ○ Irrigated Tip
培训部
什么是射频
● 将电流转化为热量从而造成心肌损伤 ● 通过将细胞加热到可以使其坏死的温度破坏产生心律失常 的组织
培训部
盐水灌注导管的原理
● 盐水对头端电极持续冲刷的作用 ○ 降低了血块凝结的风险 ○ 导管头端温度很低 ● 导管能对局部心肌组织释放更多的射频能量
培训部
非灌注消融与开放式灌注消融效果对比
● 使用非灌注消融导管消融（30W）
• 射频消融能量渗入接触面下1mm（阻 抗加热） • 热量向附近组织传导，能量和温度迅 速下降 • 消融结果： • 创痕直径最大处在导管接触面 • 创痕通常宽度和深度都小于4mm • 由于接触面温度低，消融能量能迅速 进入心肌组织深部 • 消融结果：椭圆形创痕 • 表面直径 < 4mm • 深度越大，创痕直径越大，最大 直径在离接触面4-6mm处 • 创痕直径约10mm
培训部
冷盐水导管的应用
● 使用在需要深创痕的手术 ○ VT ○ Atrial Flutter ○ (refractory) SVT ● 使用在需要透壁性损伤的手术 ○ AFIB!!
培训部
Knowledge is power
温度控制模式下功率输出&血流冷却作用
● 血液的被动冷 却作用与心脏 的搏动有关， 这也造成了消 融导管头端温 度感应值的上 下波动 ● 血流缓慢的区 域冷却效果差
培训部
盐水灌注导管的应用
● 盐水灌注导管 在消融过程中 自主地用盐水 来冲刷导管头 端，降低头端 电极的温度 ● 不受局部血流 速度的影响
热电阻
• 电压输出高 • 反应快
培训部
热电偶 & 热电阻的缺点
热电偶
• • • • 电压输出低 需要参考 稳定性差 敏感性差
培训部
热电阻
• 变化非线性 • 易碎 • 需要电源支持
不同品牌射频仪支持的温度感受器
Brand
培训部
TC
TH
Cordis EPT Medtronic Daig IBI
组织凝结
消融对心肌组织的效应
培训部
消融对心肌组织的效应
培训部
表面结痂
组织加热后的损伤变化
● 心肌组织 1. 细胞在温度大于50度时发生爆裂。细胞死亡并成为碎片 2. 组织温度超过50度，细胞就产生不可逆损伤。 ● 血液 1. 当温度超过90-100度时，血液开始凝结 2. 80度时产生软血栓 不受肝素水平的影响 3. 消融时组织温度应该在50-80度
培训部
如何增大组织损伤
如果要造成较大的损伤有两个选择
培训部
1. 增加消融温度（将增大凝血的风险） 2. 增大消融功率
消融损伤的影响因素
● 功率，贴靠，阻抗，温度，部位，解剖位置，消融时间。
培训部
影响消融的因素
如何产生更大的损伤 ● 高功率 ● 更好的贴靠 。贴靠压力 。电极尺寸 。电极轴向：垂直或平行 ● 低阻抗 。解剖位置 。用两块背极板减少系统阻抗 ● 延长消融时间
培训部
温度控制模式
● 射频仪不断通 过头电极的温 度变化来调整 输出功率，使 头电极的温度 维持在预设值 ● 为了安全起见 ，射频仪的输 出功率不会超 过预设的功率 上限
培训部
温度控制模式的优势
1.
培训部
高效: ○ 自动调整功率输出到最理想的数值，使局部温度 维持在预设值 安全: ○ 因为功率输出仅仅使局部组织温度维持在预设值 ，不会进一步加大，所以减少了局部气化“POP” 的危险
2.
温度感知器
• 热电阻 • 热电偶
培训部
位于头端电极内的热电阻或热电偶感受器可以感知大头温 度
温度感受器
什么是热电偶?
热电偶是温度感受器的一种。它由两种不同的金属 组成，二者在尾端连接在一起，这样感受器在不同 的温度下可以输出不同的电压。这种电压的变化可 以被转化为实际温度。
培训部
热电偶
热电偶可以由不同的金属组成。最常用合金的是 J, K, T 还 有 E. 每种合金都有不同的温度感知范围。
● 使用开放式灌注导管消融（30W）
培训部
与传统导管温度曲线比较
培训部
传统导管消融：导管头端 电极升高至65°C，会导致 结痂和血栓形成的危险
冷盐水灌注导管消融：灌注盐 水对头电极进行冷却，维持在 较低的温度，有效的降低了结 痂和血栓的形成
冷盐水消融与普通导管的损伤对比
培训部
冷盐水消融与普通导管的损伤对比
培训部
血流冲刷对消融的影响
● 血液冲刷将带走热量并冷却 局部组织与消融电极
培训部
● 血流充分时，可以给予更大 的消融能量而不用担心局部 表面结痂 ● 冷盐水消融的原理
血流速度对消融深度的影响
能量的安全应用
● 总的原则:
○ 释放到组织的能 量多少决定了组 织内部的温度， 从而影响了损伤 范围的大小
培训部
●
第二阶段: ○ 热传导到附近 的局部组织和 导管头电极
何为阻抗热
培训部
● 只在局部贴靠周边1mm内产生 ● 功率越高产生的阻抗热在组织内的作用越深 ● 阻抗热与电流的平方成正比 ● 当电极离开内膜表面阻抗热会迅速降低
传导热
● 直接在毗邻组织内转化为热量 ● 传导热转换较慢，尤其是在生体组织内。因 此在射频消融时，在局部停留30-60秒才会 形成完全的损伤
导管头电极结构
4mm Tip 8mm Tip Irrigated Tip
培训部
4mm Tip vs. 8mm Tip
● 在功率恒定的 情况下, 8mm 导管所造成的 损伤范围较小
○ 导管头电极的 表面积较大 ○ 电流密度较低 ○ 很多能量流失 在血液中
培训部
8mm 导管的应用
1. 血流的冲刷作用降低了导管头端的温度 2. 为了达到温度的预设值导管可以使用更大的功 率消融 3. 在温控模式下使用8mm导管能输出更理想的功率 值来达到目标温度 4. 与4mm导管相比能造成更大的损伤范围
培Байду номын сангаас部
冷盐水消融与普通导管的损伤对比
培训部
冷盐水导管的优势 ● 功率 ○ 可以有效传递所需要的功率，消除局部血 流的影响；达到相同效果所需放电次数显 著减少、手术时间明显缩短 ● 控制 ○ 通过调整输出功率，可以控制创痕的大小 和深度 ● 安全 ○ 更低的头端电极温度，有效减少结痂和血 凝块的风险，平滑消融表面 ● 精确
培训部
TYPE T
Constantan
Copper
热电阻
● 热电阻感受器由半导体金属组成 ，它的阻抗可以随着温度变化。 所以热电阻需要额外的能量支持 才能测量温度。
培训部
Thermistor Bead 阻抗随温度变化的曲线
Glass
热电偶 & 热电阻的能量
热电偶
• • • • • • 不需额外能量 结构简单 反应快 便宜 适用性广 测试温度范围广
培训部
射频能量的构成—环路
●
培训部
射频仪 消融电极 ○ (表面积小, 电流密度大) 背部电极 ○ (表面积大, 电流密度小)
●
●
射频对心肌组织的作用
在导管消融时有三种重要的热量转化方式 ● 阻抗热 ● 传导热 ● 对流性冷却
培训部
组织加热过程
● 第一阶段: ○ 阻抗式加热 ○ 在局部组织内 部发生
培训部
● 防止组织过热:
○ 组织气化 ○ “pop“
组织加热后的变化
● 射频消融时，高频电流通过电极释放到电极头相邻的组织 表面 ● 当心肌组织温度超过48-50度将产生不可逆损伤 ● 由于阻抗热及传导热的作用，
1. 细胞膜爆裂 2. 细胞脱水 3. 细胞内蛋白变性
培训部
消融对心肌组织的效应
培训部
培训部
产生充分损伤的条件
电极 -- 组织 温度升高到至少 持续时间至少
紧密接触 60OC 40秒
培训部
放电电电极的头端大小: 4mm-8mm
培训部
射频仪工作模式
功率控制模式 温度控制模式
功率控制模式
● 根据放电前输出 能量的设置参数 ，射频仪持续输 出恒定的能量， 而不管局部温度 的高低 ● 为了安全起见， 当头电极温度达 到预先设定的强 行切断指标，射 频仪工作自动停 止
培训部
4mm versus 8mm tip Ablation Catheters
培训部
8mm导管能比4mm导管产生范围更大，创痕更深的损伤，但是需要更大的能量。 当使用Swartz鞘的时候，因为有更好的组织贴靠，在相同能量下， 8mm导管产 生的创痕能比4mm导管深20%，长45%，范围大95%。所以，它可以用于AVNRT，VT ，AFL，AFIB的治疗