心脏电生理将步入全三维时代(1)
2017年9月29日，国际上第一个无射线导管室在青岛阜外心血管病医院正式启用，由首都医科大学附属北京安贞医院喻荣辉教授进行治疗的3例房颤和1例室上速患者，在完全零射线条件下全部获得成功。
喻荣辉教授是中国绿色电生理联盟首任主席，也是国际上最早实现全系列心律失常完全零射线射频消融手术的学者之一。10月12日，在第二十八届长城国际心脏病学会议上，喻荣辉教授接受了记者的采访。他说：新一代绿色电生理技术能够实现“低害、安全、精准、高效”的治疗效果，这标志着心脏电生理由二维时代步入了全三维时代。这种新理念和新方法代表着心律失常领域的一次革命。
二维X线介入治疗的局限性
喻荣辉教授说，1895年德国物理学家伦琴发现X线，开启了医学影像学的新篇章。X线已经成为现代医学中重要的诊断和治疗方法之一。自1987年医学界应用导管射频消融术治疗快速性心律失常以来，心脏电生理和导管射频术得到了日益广泛的应用，并成为绝大部分快速心律失常治疗的首选方法和最有效的根治手段之一。与冠心病介入治疗相似，传统心电生理标测和消融均须借助导管介入技术完成，需要频繁使用X线透视，利用X线指导导管的操作和定位。传统心电生理技术学实质上是心电学与X线心脏二维解剖信息的结合。
喻荣辉教授指出，X线辐射的副作用是传统二维心脏电生理介入治疗的重要弊端之一，患者、医护人员、技术人员均会受到X线辐射的影响。对于长期从事介入治疗工作的医护人员来说，长时间、大剂量、频繁、近距离地接触X线辐射，可抑制和损害人体的组织细胞，导致白细胞减少，同时也会导致人体抵抗力下降等，甚至引起体内细胞突变，诱发癌症，已经成为临床电生理医生面临的重大健康隐患。
近年来，关于X线辐射对患者和医生的损害不断见诸报道。射线辐射对患者的直接损害是明确的，如反复发作的房颤患者，多次介入治疗后会引发严重后果。国际上曾有报道，一位患者进行了3次房颤手术，每次手术时间和X线照射都在120分钟，累计360分钟，术后患者背部的皮肤出现了一个大的溃疡。研究发现，人体不同器官对电离辐射的敏感性并不一样。随着心律失常介入手术量的迅速增加，患者及医护人员常常要接受较高剂量的射线辐射，不断积累的辐射生物学效应可能对他们的健康造成重要影响，这些影响包括诱发白血病等恶性肿瘤的随机效应，和造成皮肤红斑、脱发、白内障等确定效应。X线辐射还有可能对患者和术者后代的遗传性产生影响，有诱发胎儿畸形的危险。此外，介入医生的培养曲线非常缓慢，医生手术时穿着几十斤重的铅衣，长久下去从脊椎到关节都会受到不同程度的损害，因而缩短了医生的职业生涯。
喻荣辉教授说，除了X线辐射危害以外，传统的二维X线心电生理标测和导管消融术，仅能提供心脏二维解剖结构信息，无法准确地将腔内心电图与心脏的立体空间结构结合起来，更无空间定位和记忆功能，无法呈现心脏三维空间结构，不能直观显示心律失常的发生机制，难以实时监控电极导管的移动等。二维X线图像无法真实显现病变组织和重要心脏结构的真实距离，从而可能造成高估或低估手术风险，导致手术失败或损伤心脏重要结构。对于复杂解剖部位定位、标测和消融，尤其存在明显缺陷；不准确的定位又可导致无效消融或过度消融，增加手术风險；对于复杂的心律失常的标测和消融耗费时间长，导管定位不准确，成功率低，且因操作复杂，X线辐射剂量更为明显；另外，传统X线不能直接显示血管或心腔，需要辅助以造影剂，因此增加了手术风险，同时可能恶化肾功能不全患者的病情。
实现绿色电生理的技术基础
喻荣辉教授说，长期以来，医学界一直都在探索如何减少心脏电生理介入治疗中的X线射线危害。近30年来，随着三维标测系统、磁导航技术和心腔内超声(ICE)等绿色电生理技术的问世和新设备的应用与普及，介入医生可以在计算机上建立心脏三维模型，更好地显示心脏和血管的三维结构，有利于指导导管操作和定位，极大地提高了复杂心律失常的射频消融成功率，同时减少了手术时间和X线曝光量，新一代绿色电生理技术能够实现“低害、安全、精准、高效”的治疗效果，心脏电生理由二维时代逐渐步入三维时代，甚至进入全三维零射线时代。
喻荣辉教授介绍说，当前，CARTO系统和EnSite系统是临床上最常使用的两种心脏电生理三维标测系统。心脏三维标测将心电学和三维解剖信息结合，可揭示心律失常机制和靶点，指导导管规避心脏重要结构，提高了消融疗效，降低了手术风险，缩短了手术时间。三维标测系统的应用，真正实现了内科医生“看着心脏做手术”，并大幅度降低了以往X线和造影剂所带来的伤害，实现了绿色电生理。
CARTO系统20世纪90年代问世，其基本原理是通过磁场发生器产生环绕心脏的磁场，并通过计算机对磁场进行空间区分编码和定位。当消融导管进入定位板的磁场时，由传感器接收到的磁场信号和电极接收到的局部心电信号通过导管尾端的连线，传入CARTO磁/电处理器进行处理。原始数据经过工作站的处理，通过计算机显示出心脏的三维解剖图像、电激动播散顺序以及消融导管的位置，同时也可记录电生理检查所需的体表和心内电图。CARTO系统的理论标测误差小于0.2毫米，完全可以满足射频消融的需求。随着影像融合技术的引进，其构建的电解剖图形更加完整，与实际情况更加吻合。
CARTO系统由于其较高的标测精度以及良好的人机对话和稳定性，能够为医生提供大量有价值的电生理信息。随着新技术的不断出现，尤其是导管可视化和FAM建模以及压力反馈技术的出现，不但进一步提高了手术的成功率，同时也为降低射线辐射提供了有力的技术保障。CARTO现在已经广泛应用于室上性心动过速、心房扑动、心房颤动、室性心动过速等的治疗。
喻荣辉教授介绍，EnSite系统是目前世界上主流的两种三维电生理标测与导航系统之一，其包括一个平台和两套系统。与CARTO系统不同，EnSite系统的定位原理基于电场理论，其三对电极两两之间形成X、Y、Z三维正交电场，以腔内电极或体表电极作为位置参考，在感知电场内任意电极电信号的同时，通过计算机工作站处理，定位其空间位置、运动方向，通过相邻电极的空间位置关系运算出导管弯曲程度，并将这些信息实时显示出来。EnSite系统以连续采集高密度轨迹点的解剖模型重建方式，精细化地重现了心脏的解剖细节，系统可以感知接入低能电流输出仪器的任何电极，包括标测导管、射频消融导管等。, 百拇医药(潘锋)
喻荣辉教授是中国绿色电生理联盟首任主席，也是国际上最早实现全系列心律失常完全零射线射频消融手术的学者之一。10月12日，在第二十八届长城国际心脏病学会议上，喻荣辉教授接受了记者的采访。他说：新一代绿色电生理技术能够实现“低害、安全、精准、高效”的治疗效果，这标志着心脏电生理由二维时代步入了全三维时代。这种新理念和新方法代表着心律失常领域的一次革命。
二维X线介入治疗的局限性
喻荣辉教授说，1895年德国物理学家伦琴发现X线，开启了医学影像学的新篇章。X线已经成为现代医学中重要的诊断和治疗方法之一。自1987年医学界应用导管射频消融术治疗快速性心律失常以来，心脏电生理和导管射频术得到了日益广泛的应用，并成为绝大部分快速心律失常治疗的首选方法和最有效的根治手段之一。与冠心病介入治疗相似，传统心电生理标测和消融均须借助导管介入技术完成，需要频繁使用X线透视，利用X线指导导管的操作和定位。传统心电生理技术学实质上是心电学与X线心脏二维解剖信息的结合。
喻荣辉教授指出，X线辐射的副作用是传统二维心脏电生理介入治疗的重要弊端之一，患者、医护人员、技术人员均会受到X线辐射的影响。对于长期从事介入治疗工作的医护人员来说，长时间、大剂量、频繁、近距离地接触X线辐射，可抑制和损害人体的组织细胞，导致白细胞减少，同时也会导致人体抵抗力下降等，甚至引起体内细胞突变，诱发癌症，已经成为临床电生理医生面临的重大健康隐患。
近年来，关于X线辐射对患者和医生的损害不断见诸报道。射线辐射对患者的直接损害是明确的，如反复发作的房颤患者，多次介入治疗后会引发严重后果。国际上曾有报道，一位患者进行了3次房颤手术，每次手术时间和X线照射都在120分钟，累计360分钟，术后患者背部的皮肤出现了一个大的溃疡。研究发现，人体不同器官对电离辐射的敏感性并不一样。随着心律失常介入手术量的迅速增加，患者及医护人员常常要接受较高剂量的射线辐射，不断积累的辐射生物学效应可能对他们的健康造成重要影响，这些影响包括诱发白血病等恶性肿瘤的随机效应，和造成皮肤红斑、脱发、白内障等确定效应。X线辐射还有可能对患者和术者后代的遗传性产生影响，有诱发胎儿畸形的危险。此外，介入医生的培养曲线非常缓慢，医生手术时穿着几十斤重的铅衣，长久下去从脊椎到关节都会受到不同程度的损害，因而缩短了医生的职业生涯。
喻荣辉教授说，除了X线辐射危害以外，传统的二维X线心电生理标测和导管消融术，仅能提供心脏二维解剖结构信息，无法准确地将腔内心电图与心脏的立体空间结构结合起来，更无空间定位和记忆功能，无法呈现心脏三维空间结构，不能直观显示心律失常的发生机制，难以实时监控电极导管的移动等。二维X线图像无法真实显现病变组织和重要心脏结构的真实距离，从而可能造成高估或低估手术风险，导致手术失败或损伤心脏重要结构。对于复杂解剖部位定位、标测和消融，尤其存在明显缺陷；不准确的定位又可导致无效消融或过度消融，增加手术风險；对于复杂的心律失常的标测和消融耗费时间长，导管定位不准确，成功率低，且因操作复杂，X线辐射剂量更为明显；另外，传统X线不能直接显示血管或心腔，需要辅助以造影剂，因此增加了手术风险，同时可能恶化肾功能不全患者的病情。
实现绿色电生理的技术基础
喻荣辉教授说，长期以来，医学界一直都在探索如何减少心脏电生理介入治疗中的X线射线危害。近30年来，随着三维标测系统、磁导航技术和心腔内超声(ICE)等绿色电生理技术的问世和新设备的应用与普及，介入医生可以在计算机上建立心脏三维模型，更好地显示心脏和血管的三维结构，有利于指导导管操作和定位，极大地提高了复杂心律失常的射频消融成功率，同时减少了手术时间和X线曝光量，新一代绿色电生理技术能够实现“低害、安全、精准、高效”的治疗效果，心脏电生理由二维时代逐渐步入三维时代，甚至进入全三维零射线时代。
喻荣辉教授介绍说，当前，CARTO系统和EnSite系统是临床上最常使用的两种心脏电生理三维标测系统。心脏三维标测将心电学和三维解剖信息结合，可揭示心律失常机制和靶点，指导导管规避心脏重要结构，提高了消融疗效，降低了手术风险，缩短了手术时间。三维标测系统的应用，真正实现了内科医生“看着心脏做手术”，并大幅度降低了以往X线和造影剂所带来的伤害，实现了绿色电生理。
CARTO系统20世纪90年代问世，其基本原理是通过磁场发生器产生环绕心脏的磁场，并通过计算机对磁场进行空间区分编码和定位。当消融导管进入定位板的磁场时，由传感器接收到的磁场信号和电极接收到的局部心电信号通过导管尾端的连线，传入CARTO磁/电处理器进行处理。原始数据经过工作站的处理，通过计算机显示出心脏的三维解剖图像、电激动播散顺序以及消融导管的位置，同时也可记录电生理检查所需的体表和心内电图。CARTO系统的理论标测误差小于0.2毫米，完全可以满足射频消融的需求。随着影像融合技术的引进，其构建的电解剖图形更加完整，与实际情况更加吻合。
CARTO系统由于其较高的标测精度以及良好的人机对话和稳定性，能够为医生提供大量有价值的电生理信息。随着新技术的不断出现，尤其是导管可视化和FAM建模以及压力反馈技术的出现，不但进一步提高了手术的成功率，同时也为降低射线辐射提供了有力的技术保障。CARTO现在已经广泛应用于室上性心动过速、心房扑动、心房颤动、室性心动过速等的治疗。
喻荣辉教授介绍，EnSite系统是目前世界上主流的两种三维电生理标测与导航系统之一，其包括一个平台和两套系统。与CARTO系统不同，EnSite系统的定位原理基于电场理论，其三对电极两两之间形成X、Y、Z三维正交电场，以腔内电极或体表电极作为位置参考，在感知电场内任意电极电信号的同时，通过计算机工作站处理，定位其空间位置、运动方向，通过相邻电极的空间位置关系运算出导管弯曲程度，并将这些信息实时显示出来。EnSite系统以连续采集高密度轨迹点的解剖模型重建方式，精细化地重现了心脏的解剖细节，系统可以感知接入低能电流输出仪器的任何电极，包括标测导管、射频消融导管等。, 百拇医药(潘锋)