CN101120889A - 聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的装置及方法。该装置包括：显示装置(1)；中央处理系统(2)，所述显示装置(1)与该中央处理系统(2)连接；探头(3)，该探头与所述中央处理系统(2)连接。该方法包括：1)经食管送入探头；2)用二维诊断超声标记聚焦超声的聚焦点；3)用循环无气水在探头周围降温；4)用探头向左心房后壁发射聚焦超声，将声波聚集于左心房后壁病灶靶点，进行消融。本发明无创消融左心房后壁避免了左心房食管瘘的风险。

Description

聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的装置及方法

技术领域

本发明涉及治疗心房颤动的装置及方法，特别涉及聚焦超声消融左心房治疗心房颤动的装置及方法。

背景技术

心房颤动(房颤)是最常见的持续性心律失常，可使患者的死亡风险和卒中风险成倍增加。现有技术中，电生理研究发现左心房的肺静脉前庭部位是房颤发生和维持的关键部位，其后壁区域尤为重要，近年来，通过外科手术或导管技术干预左心房后壁包括其前庭和特别附加线的策略在房颤根治术中日益受到重视。

但是，上述方法是在接触条件下实现，都有创伤性，前者主要用于合并需要心脏外科手术的患者，否则患者难以接受；后者虽临床应用较多，但技术比较复杂，实施难度很大，不容易普遍适用，难以满足大量患者的需要，而且经心内消融左心房后壁时有可能发生严重的并发症如左心房食管瘘、卒中、肺静脉狭窄等。

左心房干预策略在房颤治疗中有重要地位，最近研究证实左心房后壁存在诱发房颤的最高主导频率(Domain Frequency，简称DF)，左心房扩大时更快，DF被认为是心房颤动的发病基础。房颤的治疗路线颇为复杂，经过不断的简化，近来学者验证仅在左心房后壁消融也可取得较满意效果。Manasse等在文献1：“Manasse E.，Gaita F.，Ghiselli S.，et al.Cryoablation of the left posterior atrial wall：95 patients and 3 years of mean follow-up.Eur J Cardiothorac Surg，2003，24(5)：731-740”中报道，在左心房后壁冷冻消融治疗慢性房颤患者，见图3左图，成功率81.4％；Knaut等在文献2：“Knaut M.，Tugtekin S.M.，Jung F.，et al.Microwave ablation for the surgical treatment of permanent atrialfibrillation--a single centre experience.Eur J Cardiothorac Surg，2004，26(4)：742-746”中报道，运用微波能量对伴器质性心脏病房颤患者进行外科消融结果，见图3右图，仅消融左房后壁线(原始路线法)有60％以上成功率。

已有的技术中，开胸条件下在心外HIFU(High Intensity Focused Ultrasound，简称HIFU)消融心脏组织都有创伤性，难以达到预期效果。

因此，人们希望有一种非接触性的、无创伤根治房颤的新装置及方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种改进的，非接触性的，无创伤性的根治房颤的装置及方法。

为了达到上述目的，本发明采取如下的技术方案。

一种聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的装置，如图1所示，包括：

显示装置1；

中央处理系统2，所述显示装置1与该中央处理系统连接；

探头3，该探头与所述中央处理系统2连接。

在上述技术方案中，所述探头3包括聚焦超声发射探头、二维诊断超声探头。

进一步地，如图2所示，所述探头3包括：用于进入患者食管的探头总管31；在该探头总管31中有聚焦超声发射探头32和二维诊断超声探头33。

进一步地，所述探头总管31中还包括循环水管34，该循环水管34固定在聚焦超声发射探头32周围。

进一步地，所述中央处理系统2包括二维超声诊断控制电路和心电图电路。

本装置的探头3是从患者食管送入，进入食管后，诊断超声探头33用来形成二维图像，并精确定位于左心房后壁靶点，心电图门控心电舒张期，在舒张期利用探头3的聚焦超声发射探头32向左心房后壁发射高强度聚焦超声进行线性消融，循环无气水降温以防食管损伤。

一种聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的方法，包括：

1)无创经食管送入探头；

2)用二维诊断超声标记聚焦超声(HIFU)的聚焦点；

3)用循环无气水在探头周围降温；

4)用探头向左心房后壁发射HIFU，将声波聚集于左心房后壁病灶靶点，进行消融。

在上述技术方案中，进一步地，所述步骤1)中，包括：

a.术前禁食水6小时；

b.麻醉；

c，咽部喷2％地卡因，探头进入时涂以石蜡油。

在上述技术方案中，进一步地，所述步骤b中麻醉，具体可包括：

麻醉方法：1.全麻麻醉方法：采用剂量为0.5-1ml/kg的3％戊巴比妥钠对患者进行全身麻醉后，采用呼吸机支持通气，通气潮气量为10ml/kg；2.深镇静麻醉方法：咪唑安定2mg静注，再以丙泊酚0.1-0.2mg/kg/min持续静注。

在上述技术方案中，进一步地，所述步骤2)中，所述探头由诊断超声探头和HIFU探头集成于一起，该探头可改变聚焦模式而且能够弯曲顶端以调整聚焦距离。

在上述技术方中，进一步地，所述步骤4)中，HIFU聚焦点距离探头6～36mm。

在上述技术方案中，进一步地，所述步骤4)中，HIFU能量从零逐渐增加，当达到消融效应时，则不再增加能量。

在上述技术方案中，进一步地，所述步骤4)中，聚焦距离从远到近分6级：31-36mm为第1级，以后每减少5mm递增1级；从距离最远处的第1级开始消融，消融路线见图4示，若能终止房颤则不必到最后1级以免损伤食管，聚焦距离不短于6mm。

在上述技术方案中，进一步地，所述步骤4)中，消融能量门控到心电图QRS波群，在舒张期开始时释放能量，消融时选择单点消融或多点同时消融，每点总消融时间20秒，诊断超声感知靶点区消融效应，若不能达到消融要求，则消融下一个20秒。

在上述技术方案中，进一步地，所述步骤4)中包括补充消融过程：若房颤心律下消融，房颤终止认为有效，在诊断超声下观察消融不够充分处或EniSite Array技术(EniSite 3000系统，St.Jude Medical公司)证实未电隔离处进行补充消融。窦性心律下消融，若猝发刺激不能诱发，则认为有效，在诊断超声下观察消融不够充分处或EniSite Array技术(EniSite 3000系统，St.Jude Medical公司)证实未电隔离处进行补充消融。

在上述技术方案中，进一步地，所述步骤4)中的消融路线为：左心房后壁和左肺静脉交界处外0.5~1cm位置划线a，左心房后壁和右侧肺静脉交界处外0.5~1cm位置划线b，两上肺静脉顶部划线c，两下肺静脉底部划线d。

本发明从食管送入专用探头，利用专用探头向左心房后壁发射HIFU，将声波聚集于左心房后壁病灶靶点，使声能转换为热能，进行线性消融，无创根治房颤。专用探头由HIFU探头和二维诊断超声探头组成，HIFU探头连接诊断超声探头。进入食管后，诊断超声探头用来形成二维图像精确定位于左心房后壁靶点，HIFU探头发射高强度聚焦超声进行线性消融，循环无气水降温以防食管损伤，利用心电图门控HIFU在心电舒张期发射能量消融。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

已有的技术由于声窗路径受限、路线较远、中间结构复杂，应用价值较低，本发明经食管HIFU无创消融左心房后壁的方法避免了左心房食管瘘的风险，使干预左心房后壁成为理想的消融策略。

附图说明

图1是利用高功率聚焦超声治疗心房颤动的示意图。其中1是二维诊断超声探头联合的机算计显示界面；2是中央处理系统；3是由高功率聚焦超声探头和二维诊断超声探头组成专用探头。

图2是探头3的结构示意图，其中31是进入食管的探头总管；32是高功率聚焦超声发射探头；33是二维诊断超声探头。

图3左图是现有技术在左心房后壁冷冻消融治疗慢性房颤患者的左心房后壁线性消融路线图；其中4是肺静脉开口；5是左心房后壁；6是二尖瓣环。

图3右图是现有技术运用微波能量对伴器质性心脏病房颤患者进行外科消融结果。

图4是经食管HIFU消融左心房后壁(CartoMerge图像)模型图，图4A中11为食管，12是靶点，32是专用探头，33是诊断超声探头；图4B表示消融路线A、B、C、D，7是左下肺静脉，8是左上肺静脉，9是右上肺静脉，10是右下肺静脉。

图5是更为理想的消融路线。a，b，c，d表示消融路线，7是左下肺静脉，8是左上肺静脉，9是右上肺静脉，10是右下肺静脉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

左心房构成心底的大部分，左、右两侧各有两条肺静脉通入，后壁比邻食管，从心脏解剖结构而言食管是最接近左心房的开放通道。食管到左心房后壁的最近距离约为6mm，到肺静脉的最远距离约为36mm，该距离内消融效应很好。食管是最接近左心房后壁的开放通道，本发明经食管用HIFU非接触性无创消融左心房后壁。

参照图1、2所示，制作本发明的聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的装置，包括：

显示装置1，采用市场所售的常规显示器；

中央处理系统2，所述显示装置1与该中央处理系统连接；

探头3，该探头与所述中央处理系统2连接。

其中，探头3包括聚焦超声发射探头、二维诊断超声探头。进一步地，如图2所示，探头3包括：用于进入患者食管的探头总管31；在该探头总管31中有聚焦超声发射探头32和二维诊断超声探头33；探头总管31中还包括循环水管34，该循环水管34固定在聚焦超声发射探头32周围。

中央处理系统2包括二维超声诊断控制电路和心电图电路，用于二维超声诊断控制和心电图处理。

本装置的探头3是从患者食管送入，进入食管后，诊断超声探头33用来形成二维图像，并精确定位于左心房后壁靶点，心电图门控心电舒张期，在舒张期利用探头3的聚焦超声发射探头32向左心房后壁发射高强度聚焦超声进行线性消融，循环无气水降温以防食管损伤。

利用上述装置的消融方法，包括如下步骤：

1)无创经食管送入探头；具体包括：

a.术前禁食水6小时；

b.麻醉；采用全麻麻醉：采用3％戊巴比妥钠，剂量为0.5-1ml/kg的全身麻醉，呼吸机支持通气，通气潮气量10ml/kg；或者采用深镇静麻醉方法：咪唑安定2mg静注，再以丙泊酚0.1-0.2mg/kg/min持续静注；

c.咽部喷2％地卡因，探头进入时涂以石蜡油。

经食管HIFU消融左心房方法

诊断/消融超声的联合运用：上述探头由诊断超声和HIFU探头塑形于一起，该探头可弯曲顶端以调整最佳聚焦部位。

2)用二维诊断超声标记HIFU聚焦点；

3)用循环无气水在探头周围降温；由于HIFU消融过程中声能转换为热能，为防止食管烫伤，本发明利用无气纯净水在食管内探头周围循环降温，以适当控制局部组织温度。循环无气水降温以防食管损伤，诊断超声标记HIFU聚焦点。靶点(聚焦点)距探头6～36mm，即食管内膜到聚焦点的距离。

4)用探头向左心房后壁发射HIFU，将声波聚集于左心房后壁病灶靶点，进行消融；HIFU能量从小开始增加，若能达到消融效应，则不必再增加能量。改变聚焦模式并弯曲探头顶端以调整聚焦方位和距离，聚焦距离从远到近分6级：31-36mm为第1级，以后每减少5mm为递增1级；，最远处从第1级开始消融，若能终止房颤则不必到最后1级以免损伤食管，聚焦距离不可短于6mm，以防食管损伤。

靶点区由二维诊断超声确定。为了避免心脏运动的影响，联合计算机界面系统，消融能量门控到心电图QRS波群，在舒张期(此期心脏相对不动)开始时释放能量，因为舒张期时，心脏相对不动。消融时选择单点消融或多点同时消融，每点总消融时间20秒，诊断超声感知靶点区消融效应，若不能达到要求，则消融下一个20秒。

若房颤心律下消融，房颤终止认为有效，在诊断超声下观察消融不够充分处或EniSite Array技术(EniSite 3000系统，St.Jude Medical公司)证实未电隔离处进行补充消融。窦性心律下消融，若猝发刺激不能诱发，则认为有效，在诊断超声下观察消融不够充分处或EniSite Array技术(EniSite 3000系统，St.Jude Medical公司)证实未电隔离处进行补充消融。

如图4A、4B所示，按以下消融路线顺序进行：左心房后壁和左肺静脉交界处外0.5~1cm位置划线a，左心房后壁和右侧肺静脉交界处外0.5~1cm位置划线b，两上肺静脉顶部划线c，两下肺静脉底部划线d。

图5所示是更理想的消融路线，即环肺静脉左心房线性消融。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的装置，包括；

显示装置(1)；

中央处理系统(2)，所述显示装置(1)与该中央处理系统(2)连接；

探头(3)，该探头与所述中央处理系统(2)连接。

2.根据权利要求1所述聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的装置，其特征在于，所述探头(3)包括聚焦超声发射探头和二维诊断超声探头。

3.根据权利要求1所述聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的装置，其特征在于，所述探头(3)包括：用于进入患者食管的探头总管(31)；在该探头总管(31)中有聚焦超声发射探头(32)和二维诊断超声探头(33)。

4.根据权利要求3所述聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的装置，其特征在于，所述探头总管(31)中包括循环水管(34)，该循环水管(34)固定在聚焦超声发射探头(32)周围。

5.根据权利要求1所述聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的装置，其特征在于，所述中央处理系统(2)包括二维超声诊断控制电路和测心电图电路。

6.一种聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的方法，包括如下步骤：

1)经食管送入探头；

2)用二维诊断超声标记聚焦超声的聚焦点；

3)用循环无气水在探头周围降温；

4)用探头向左心房后壁发射聚焦超声，将声波聚集于左心房后壁病灶靶点，进行消融。

7.根据权利要求6所述聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的方法，所述步骤1)中，包括如下步骤：

a.术前禁食水6小时；

b.麻醉；

c.咽部喷2％地卡因，探头进入时涂以石蜡油。

8.根据权利要求7所述聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的方法，所述步骤b中麻醉具体包括：1.全麻麻醉方法；采用剂量为0.5-1ml/kg的3％戊巴比妥钠对患者进行全身麻醉后，采用呼吸机支持通气，通气潮气量为10ml/kg；或2.深镇静麻醉方法：咪唑安定2mg静注，再以丙泊酚0.1-0.2mg/kg/min持续静注。

9.根据权利要求6所述聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的方法，所述步骤4)中，聚焦距离从远到近分6级：31-36mm为第1级，以后每减少5mm递增1级；从距离最远处的第1级开始消融，聚焦距离不短于6mm；消融路线为：左心房后壁和左肺静脉交界处外0.5-1cm位置划线(a)，左心房后壁和右侧肺静脉交界处外0.5-1cm位置划线(b)，两上肺静脉顶部划线(c)，两下肺静脉底部划线(d)；在舒张期开始消融，消融时选择单点消融或多点同时消融，每点总消融时间20秒，诊断超声感知靶点区消融效应，若不能达到消融要求，则消融下一个20秒。

10.根据权利要求6所述聚焦超声经食管消融左心房治疗心房颤动的方法，所述步骤4)中包括补充消融过程。

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