毅说医话 | 球囊电极消融

    早期的导管电极消融，源于导管本身尺寸的限制（接触面积），无论是直状，还是螺旋（大头），可以利用的空间，增加的额外功能都十分受限。

而可充盈的球囊，特点之一就是可接触面积大，可被利用的可能性极高。通过直接、柔软的机械接触，可以将电极，传感器等材料复合于球囊之上。通过充气，以匹配其与组织相互作用的尺寸和形状要求，能够以完全非破坏性的方式适应复杂的曲线和时间动态表面。

在最常见等电生理消融中，可以通过在球囊表面黏贴镀金电极，且控制每个电极的功率（输出能量），来更好掌控消融过程，相对于目前封闭式单点源消融，电极只能提供有限的感应功能或阵列功能。 

而除过电极以外，还可以增添温度/压力传感器等其它有源部件，使消融具有多种感觉反馈控制模式。相比于新兴的冷冻、射频和激光球囊导管和多电极结构等，它可以提供有关病变深度、接触压力、血流或局部温度的关键信息。

可以说，一个球囊“承接”多种功能。

传统的球囊材料多为光学非活性材料，通过在其表面增加实时感知电、触觉、光学、温度和流动特性等，完成性能的叠加。

其中在组装的过程中，封装层可以用作防潮层，使整个系统在完全浸入生物流体中时能够运行。这些设备感知生理信号并刺激组织，通过基于导电薄膜 (ACF) 的细带状电缆连接并供电，该薄膜连接到球囊杆体的底部，并沿着导管的长度缠绕。

就这样，功能叠加且不会显著改变球囊的机械性能，通过量化力学建模指导的优化配置，该类网格布局可以承受高达 200% 的拉伸应变而不会断裂。

上图的a-c 展示了球囊上电极的网络网格设计，以说明整体结构和性能。需要通过分析和计算建模获得相应的应变分布，定量地捕获这些变形的性质，然后最大限度地减少它们与充气/放气相关的应变的机械耦合。其中，通过a我们可以看到，这些集成的电极具有可拉伸、互连的的性能。b则展现了球囊充盈后的电极的状态（c则是部分区域的放大）。

d的设计中，增加了温度传感和暴露敏感电极等。

另外，在常规消融中，通过在消融电极附近输送盐水进行灌注，还可以使用额外的冲洗机制，以帮助避免电极上的炭化，这个时候流量传感器就可以被叠加到球囊上。

球囊的工具化，电极/传感器等的功能化；通过材料和力学的搭配，实现了消融手术的突破。这种“球囊+电极”的多功能技术路线，相信也会在其它病症的治疗上展现出有价值。

作者简介

曹刚毅

UleadMed

曹刚毅，CCI四期学员，UleadMed 技术负责人，在介入医疗领域拥有多年研发和销售经验，同时负责医疗公众号平台"一聊Med"，累计发表百篇原创文章。

本期策划：沈雳

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本文作者：曹刚毅

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