有源器械,逐渐成为创新的新方向。介入器械中,以PFA的快速发展最为代表。
电生理,是介入有源器械的高地,在射频(RF)消融系统中,其有源设备中的配件数量十分之多,而到了当下的脉冲(PFA)设备中,数量则下降了一大多半。但设备配件数量的降低,并不代表PFA在有源端设计的简单。
电源
之所以说PFA设备的大不同,在于其电源组件设计时,会选择巨大的晶体管,虽说这些大晶体管不会处理大功率(也就是PFA的非能量消融),但必须要满足其各种脉冲类型的需要。
与大多数有源设备电源的不同在于,PFA发射器内,有非常强的脉冲电流,这就需要选择合格的电容器,以使在其消融时,“电穿孔”的过程会使目标心脏细胞壁打开临时或永久的孔,而不会产生热量或损坏附近的神经。如之前美国几家企业常用的典型的规格可能是2,000V和100A或200A。
虽然功率如此之高,但占比非常短,差不多1-2%的时间,所以达到病人的平均功率很低,也就无法产生热效应。
瞬时高电压,高电流的电源设计,是PFA设计的大难点。比如设备内如何布线(高电流的磁场作用)等细节,都会成为一些小的关键点。
Medtec China 2024 将于2024年9月25-27日在上海世博展览馆1&2号馆举办,同期还将推出 ADTE 高端有源医疗装备技术展 ,并将在现场举办 有源医疗设备核心部件与技术论坛 。国内外高端医疗器械生产厂商聚集一堂,议题将围绕医疗影像设备核心零部件及技术、小型化电池性能的新要求、探测器在有源设备中的应用及发展等展开。
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Medtec China 12月25-27日
变量
相较于RF消融,通常只要重点控制好时间;而对于PFA来说,时间只是其中一个变量,在实际设计时,其变量的排列很多。如脉冲宽度,间距,数量,极性等,这些都只是设备上的,当将这些接到导管上后,又会带来新的变化。如此多的变量,需要不断测试进行调整,以找到最有效,最贴近病患的参数配方。
变量之中的电压,在其实际衡量时,多用场强来判断,如改变导管电极之间的距离。另一个则是脉冲幅度,可以看作是最强的指标,也就是PFA所说的,刚好能仅仅消融心肌细胞,且不伤害食道附近的神经。
RF设备设计时,并不需要如此多的变量,且很多参数,可以通过传感器在组织中实时判断。但对于PFA,则无法在组织中检测到这一点,且也没有能力实时评估疗效。因此脉冲发生器的一致性,需要重点。
其它
PFA导管的外径一般会大于RF导管,大尺寸也就意味着心脏内发生意外机械损伤的风险更大。那么电极和导管的设计,也会是关键。
另外,就是PFA治疗时,心脏内形成气泡(栓塞的风险),也是重点的设计点。尽可能的消除热点(电极的表面工艺)等。
也正是由于PFA的这些设计难点和变量,才会如此吸引全球的企业蜂拥。从这个维度讲,PFA的创新也往往会在这其中发生。可以想象,不久的将来,PFA的设计,可以根据不同病患,提供不同的定制化“能量处方”(电场独有),对电生理领域来说,会是巨大的变革。
文章来源: CCI心血管医生创新俱乐部
作者:曹刚毅
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Medtec China
参考资料:
Medtec China
举办地区:上海
展会日期:2025年09月24日-2025年09月26日
开闭馆时间:09:00-18:00
举办地址:上海市浦东新区国展路1099号
举办展馆:1、2号馆
展览面积:42000
观众数量:80000
举办周期:1年1届
主办单位:INFORMA