射頻消融原理與鹽水導(dǎo)管課件

1、射頻消融原理與鹽水導(dǎo)管直流電消融射頻消融鹽水導(dǎo)管壓力矢量顯示導(dǎo)管射頻消融歷史射頻消融原理鹽水導(dǎo)管特性 消融導(dǎo)管的發(fā)展趨勢(shì)內(nèi)容提要消融發(fā)展史高壓直流電 (DC) 消融:1979: Vedel及 Fontaine發(fā)現(xiàn)高壓直流電可以終止心動(dòng)過速1981: Gonzales進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)1982: Scheinman/Gallagher首次將該技術(shù)應(yīng)用于臨床直流電消融在導(dǎo)管頭端形成的火球消融發(fā)展史射頻消融導(dǎo)管:1985: Fontaine開始相關(guān)研究實(shí)驗(yàn)1987: Borggrefe對(duì)右側(cè)旁道消融成功1988: Kuck成功消融右側(cè)旁道1988: Huang/Haines/Hindricks對(duì)射頻消融引

2、起的病理生理改變進(jìn)行研究1989-91: Jackman/Kuck/Calkins對(duì)射頻消融旁道的有效性進(jìn)行臨床研究1991: 射頻消融室速1992: 射頻消融慢徑1992: 射頻消融房撲1995: 射頻消融房顫射頻消融的目的將射頻電流轉(zhuǎn)化為熱能并釋放到靶點(diǎn)的心肌組織通過熱損傷毀損病變組織阻斷電傳導(dǎo)通路導(dǎo)管消融時(shí)的射頻電流的頻譜在 350 kHz 至 1 MHz之間5 射頻儀 消融電極 (表面積小, 電流密度大) 背部電極 (表面積大, 電流密度小)射頻能量的構(gòu)成環(huán)路6在導(dǎo)管消融時(shí)有三種重要的熱量轉(zhuǎn)化方式阻抗熱傳導(dǎo)熱對(duì)流性冷卻射頻對(duì)心肌組織的作用7第一階段:阻抗式加熱 在局部組織內(nèi) 部發(fā)生 第

3、二階段:熱傳導(dǎo)到附近的局部組織和導(dǎo)管頭電極組織加熱過程8射頻消融機(jī)制 熱能轉(zhuǎn)換 (阻抗熱)RF CurrentLesionRF CurrentBlood PoolTissueTip只在局部貼靠周邊1mm內(nèi)產(chǎn)生功率越高產(chǎn)生的阻抗熱在組織內(nèi)的作用越深阻抗熱與電流的平方成正比當(dāng)電極離開內(nèi)膜表面阻抗熱會(huì)迅速降低 射頻消融機(jī)制- 傳導(dǎo)熱TipLesionBlood PoolTissue直接在毗鄰組織內(nèi)轉(zhuǎn)化為熱量(水分子震蕩)傳導(dǎo)熱轉(zhuǎn)換較慢，尤其是在生體組織內(nèi)。因此在射頻消融時(shí)，在局部停留10-20秒才會(huì)形成完全的損傷，是造成消融損傷的主要因素，消融組織的深部溫度高于導(dǎo)管/組織接觸面的溫度血液沖刷將帶走熱

4、量并冷卻局部組織與消融電極血流充分時(shí)，可以給予更大的消融能量而不用擔(dān)心局部表面結(jié)痂冷鹽水消融的原理血流沖刷對(duì)消融的影響11血流速度對(duì)消融深度的影響射頻消融時(shí)，高頻電流通過電極釋放到電極頭相鄰的組織表面當(dāng)心肌組織溫度超過48-50度將產(chǎn)生不可逆損傷由于阻抗熱及傳導(dǎo)熱的作用，細(xì)胞膜爆裂細(xì)胞脫水細(xì)胞內(nèi)蛋白變性組織加熱后的變化12心肌組織細(xì)胞在溫度大于50度時(shí)發(fā)生爆裂。細(xì)胞死亡并成為碎片組織溫度超過50度，細(xì)胞就產(chǎn)生不可逆損傷。血液當(dāng)溫度超過90-100度時(shí)，血液開始凝結(jié)80度時(shí)產(chǎn)生軟血栓 不受肝素水平的影響 消融時(shí)組織溫度應(yīng)該在50-80度組織加熱后的損傷變化13RF Catheter Ablati

5、on: Lessons on LesionsFRED H.M. WITTKAMPF, Ph.D.,* and HIROSHI NAKAGAWA, M.D., Ph.D.(PACE 2006; 29: 12851297)什么是熱電偶? 熱電偶是溫度感受器的一種。它由兩種不同的金屬組成，二者在尾端連接在一起，這樣感受器在不同的溫度下可以輸出不同的電壓。這種電壓的變化可以被轉(zhuǎn)化為實(shí)際溫度。溫度感受器（溫控導(dǎo)管）1414CopperConstantanTYPE T總的原則:釋放到組織的能量多少?zèng)Q定了組織內(nèi)部的溫度，從而影響了損傷范圍的大小防止組織過熱: 組織氣化“pop“（高功率，高壓強(qiáng)）射頻消融能量

6、的安全應(yīng)用15消融對(duì)心肌組織的效應(yīng)（軟血栓）166Holes CoolTip，50W, 50C， 60S消融對(duì)心肌組織的效應(yīng)（局部焦痂）17表面結(jié)痂6Holes CoolTip，50W, 50C， 60S什么是射頻消融熱能轉(zhuǎn)化的方式傳導(dǎo)熱與阻抗熱的差別消融的組織溫度范圍及超出后反應(yīng)本階段知識(shí)總結(jié)影響消融損傷的要素及排序功率模式及溫控模式的優(yōu)劣下階段知識(shí)重點(diǎn)影響射頻消融效果的因素貼靠是消融損傷的第一前提Sliding StationaryAblation ImageAblation ImageREP # from HTC消融深度與時(shí)間功率的關(guān)系可以看到，采用鹽水導(dǎo)管的情況下，功率是決定消融深度的

7、主要因素，隨消融時(shí)間延長(zhǎng)，消融深度并不是線性變化。（壓力恒定）http:/www.mate.tue.nl/mate/pdfs/10447.pdfExperimental and Numerical Analysis of Lesion Growth during Cardiac Radiofrequency Ablation Sytske Foppen BMTE 09.14, April 2009 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)論顯示功率對(duì)消融損傷深度的影響明顯大于壓力隨時(shí)間，消融深度的變化是非線性的。消融深度與功率壓力的關(guān)系根據(jù)放電前輸出功率的設(shè)置參數(shù)，射頻儀持續(xù)輸出恒定的能量，而不管局部溫度的高低為了安全起

8、見，當(dāng)頭電極溫度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的強(qiáng)行切斷指標(biāo)，射頻儀工作自動(dòng)停止功率控制模式24射頻儀不斷通過頭電極的溫度變化來調(diào)整輸出功率，使頭電極的溫度維持在預(yù)設(shè)值為了安全起見，射頻儀的輸出功率不會(huì)超過預(yù)設(shè)的功率上限溫度控制模式25血液的被動(dòng)冷卻作用與心臟的搏動(dòng)有關(guān)，這也造成了消融導(dǎo)管頭端溫度感應(yīng)值的上下波動(dòng)血流緩慢的區(qū)域冷卻效果差溫度控制模式下功率輸出&血流冷卻作用 26適用范圍: 自動(dòng)調(diào)整功率輸出到最理想的數(shù)值，使局部表面溫度維持在預(yù)設(shè)值（RVOT、AVNRT）安全: 因?yàn)楣β瘦敵鰞H僅使局部組織溫度維持在預(yù)設(shè)值，不會(huì)進(jìn)一步加大，所以減少了局部氣化“POP”的危險(xiǎn)缺陷: 功率輸出不穩(wěn)定導(dǎo)致無(wú)法對(duì)組織深部造

9、成損傷，血流差的地方無(wú)法放電溫度控制模式的優(yōu)劣27深部損傷需要高功率高功率 組織內(nèi)溫度過高 (100C)組織脫水/焦痂氣爆（Pop）, 撕裂血液凝結(jié)在消融損傷和保證安全性之間要取得平衡消融損傷相關(guān)因素 功率思考題：適用范圍優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)功率控制模式的優(yōu)劣29相關(guān)因素:電極與組織的貼靠程度功率時(shí)間組織內(nèi)溫度 哪些已知，哪些未知？消融損傷大小的相關(guān)因素導(dǎo)管/組織 界面在消融時(shí)溫度迅速升高會(huì)減少能量對(duì)組織的有效釋放，造成損傷范圍減少能量無(wú)法傳遞到組織深部 (限制了傳導(dǎo)熱的產(chǎn)生)電極表面溫度過高增加了凝血及結(jié)痂的風(fēng)險(xiǎn)Stevenson S24-7非灌注溫控導(dǎo)管的劣勢(shì)心肌組織阻抗高血池阻抗低 射頻電流 751

10、20WG; Cooper, J.; Sapp, J. Optimizing RF Output for Cooled RF Ablation. J Cardiovasc Electrophysiology. 2004; 15: 鹽水灌注導(dǎo)管在消融過程中自主地用鹽水來沖刷導(dǎo)管頭端，降低頭端電極的溫度不受局部血流速度的影響鹽水灌注導(dǎo)管的應(yīng)用32開放式鹽水灌注導(dǎo)管1:1肝素鹽水從鹽水孔噴出冷卻消融導(dǎo)管頭端Yokoyama,K.,Nakagawa,H., Wittkamp, FHM, Pitha,J., Lazzara, R.,Jackman,WM, Circulation 2006: 113, 11

11、-19鹽水對(duì)頭端電極持續(xù)沖刷的作用 降低了血塊凝結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)管頭端溫度很低導(dǎo)管能以穩(wěn)定功率釋放更多能量到組織鹽水導(dǎo)管的原理（溫度欺騙下的功率模式）34使用非灌注消融導(dǎo)管消融（30W）射頻消融能量滲入接觸面下1mm（阻抗加熱）熱量向附近組織傳導(dǎo)，能量和溫度迅速下降消融結(jié)果：創(chuàng)痕直徑最大處在導(dǎo)管接觸面創(chuàng)痕通常寬度和深度都小于4mm使用開放式灌注導(dǎo)管消融（30W）由于接觸面溫度低，消融能量能迅速進(jìn)入心肌組織深部消融結(jié)果：橢圓形創(chuàng)痕表面直徑 4mm深度越大，創(chuàng)痕直徑越大，最大直徑在離接觸面4-6mm處創(chuàng)痕直徑約10mm35非灌注消融與開放式灌注消融效果對(duì)比與傳統(tǒng)導(dǎo)管溫度曲線比較36傳統(tǒng)導(dǎo)管消融：導(dǎo)管頭端

12、電極升高至65C，會(huì)導(dǎo)致結(jié)痂和血栓形成的危險(xiǎn) 冷鹽水灌注導(dǎo)管消融：灌注鹽水對(duì)頭電極進(jìn)行冷卻，維持在較低的溫度，有效的降低了結(jié)痂和血栓的形成消融損傷范圍對(duì)比 灌注與非灌注導(dǎo)管Nakagawa H, Yamanashi W, Pitha J, Arruda M, Wang x, Ohtomo K, Beckman K, McClelland J, Lazzara R, Jackman W. Circulation. 1995;91:2264-2273 消融局部溫度對(duì)比 灌注與非灌注導(dǎo)管持續(xù)的鹽水灌注降低了消融表面的溫度貼靠表面的溫度（導(dǎo)管頭端）小于深部溫度鹽水導(dǎo)管的頭端溫度不能作為貼靠好壞的判定指

13、標(biāo)Najagawa,H; M.D.,PhD; Yamanashi, W. PhD; Pitha, J,M.D.,PhD;Arruda, M.,M.D.; Wang, X. M.D.; Ohtomo, K. M.D.; Beckman, K.,M.D.;McClelland, J., M.D.; Lazzara, R., M.D.; Jackman, W.,M.D. Circulation.1195; 91: 2264-2273冷鹽水消融與普通導(dǎo)管的損傷對(duì)比398mm，4mm，6孔鹽水4mm鹽水灌注 與溫控導(dǎo)管損傷范圍對(duì)比8mm Ablation Catheter30 Watts, 60 Sec