文 | vb動(dòng)脈網(wǎng)

脈沖電場(chǎng)消融（PFA）技術(shù)，是一種利用高強(qiáng)度脈沖電場(chǎng)在極短時(shí)間內(nèi)（毫秒、微妙、納秒級(jí)）對(duì)生物組織產(chǎn)生不可逆電穿孔的技術(shù)。PFA一經(jīng)推出，因其擁有具備組織選擇性、并發(fā)癥少，消融速度快、手術(shù)效率高以及術(shù)式簡(jiǎn)單、術(shù)者學(xué)習(xí)周期短等優(yōu)勢(shì)，能有效解決現(xiàn)有心臟電生理術(shù)式的臨床痛點(diǎn)，而備受市場(chǎng)關(guān)注。

動(dòng)脈網(wǎng)此前在《全球36款PFA產(chǎn)品掃描：商業(yè)化進(jìn)展迅速、3大產(chǎn)品迭代趨勢(shì)顯現(xiàn)》梳理了全球30家企業(yè)共36款PFA產(chǎn)品的發(fā)展情況，發(fā)現(xiàn)PFA在擴(kuò)大適應(yīng)癥、消融導(dǎo)管/標(biāo)測(cè)技術(shù)/脈沖技術(shù)升級(jí)上都有諸多優(yōu)秀表現(xiàn)。在2024年，PFA領(lǐng)域產(chǎn)品獲批、臨床進(jìn)展、商業(yè)化也進(jìn)度飛速。

一位業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，“年底或明年初會(huì)有一批企業(yè)集中拿證?！比绱思ち业母?jìng)爭(zhēng)環(huán)境，企業(yè)的渠道開(kāi)發(fā)能力、市場(chǎng)準(zhǔn)入優(yōu)勢(shì)以及商業(yè)化效率將成為其能否脫穎而出的關(guān)鍵因素。

消融參數(shù)是每個(gè)廠家PFA產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在，且市場(chǎng)當(dāng)前對(duì)最優(yōu)的消融參數(shù)尚無(wú)統(tǒng)一方案。動(dòng)脈網(wǎng)根據(jù)公開(kāi)資料，并訪談了來(lái)自艾科脈、劍虎醫(yī)療、玄宇醫(yī)療、遠(yuǎn)山醫(yī)療等業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)的專(zhuān)家，試圖找到PFA的發(fā)展趨勢(shì)，供行業(yè)參考。

電場(chǎng)強(qiáng)度和脈沖參數(shù)為核心

房顫是PFA主要的適應(yīng)癥之一，約90%的心臟結(jié)構(gòu)正常的房顫患者，主要觸發(fā)病灶為肺靜脈，觸發(fā)病灶大多位于肺靜脈2-4cm處。PFA最主要的治療方式是肺靜脈隔離（PVI），主要圍繞4個(gè)肺靜脈口建立融合的消融灶，將左心房與肺靜脈進(jìn)行電隔離。

太平洋證券發(fā)布的《電生理行業(yè)系列報(bào)告》提到，PFA效果取決于多重因素的綜合作用，如電場(chǎng)強(qiáng)度、脈沖持續(xù)時(shí)間、脈沖波形、脈沖數(shù)、單雙電極、細(xì)胞排列、電極-組織間距、電極間距和尺寸、電極-組織壓力等。

■ 電場(chǎng)強(qiáng)度大多在1000-2000V/cm

多位訪問(wèn)對(duì)象表示，電場(chǎng)強(qiáng)度和脈沖參數(shù)是決定脈沖電場(chǎng)消融效果的關(guān)鍵參數(shù)。而這兩者又由脈沖電壓、導(dǎo)管電極間距、電極尺寸，以及脈沖寬度、脈沖個(gè)數(shù)和頻率等參數(shù)相關(guān)。

電場(chǎng)強(qiáng)度表示單位正電荷在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力，直接決定了脈沖電場(chǎng)對(duì)心肌細(xì)胞等生物組織的作用效果。電場(chǎng)強(qiáng)度越大，對(duì)目標(biāo)組織的影響越大，但同時(shí)產(chǎn)生熱量的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加，有可能導(dǎo)致熱效應(yīng)的轉(zhuǎn)變。

基于脈沖消融的組織選擇性特性，不同組織具有不同的消融閾值，這一閾值范圍大致在400-3000V/cm之間，為了達(dá)到理想的消融效果，廠商會(huì)綜合考慮眾多影響因素來(lái)確定電場(chǎng)強(qiáng)度。綜合多位訪問(wèn)對(duì)象回答，大部分PFA電場(chǎng)強(qiáng)度的設(shè)置會(huì)在1000-2000V/cm的范圍內(nèi)。

在確定了電場(chǎng)強(qiáng)度后，各廠商便會(huì)確定脈沖形式，如脈沖寬度（脈寬）、脈沖數(shù)量、脈沖極性波形等與電場(chǎng)強(qiáng)度密切相關(guān)的參數(shù)。這些參數(shù)共同決定了電穿孔對(duì)心肌細(xì)胞的影響程度，即消融效果。

以脈沖寬度（單個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間）為例，脈寬增加，電穿孔效應(yīng)越強(qiáng)。脈寬越長(zhǎng)，維持相同數(shù)量的細(xì)胞電穿孔的電壓較低。

遠(yuǎn)山醫(yī)療研發(fā)負(fù)責(zé)人薛志孝舉例，有些可在較低的電壓（500伏）下實(shí)現(xiàn)消融的PFA產(chǎn)品，便是通過(guò)增加脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，既確保足夠的電穿孔效應(yīng)，也能減少對(duì)周?chē)M織的損傷。也有一些廠商會(huì)采用高電壓（上萬(wàn)伏）的納秒脈沖進(jìn)行消融，這是利用了高電壓下電場(chǎng)強(qiáng)度的急劇增加可以在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)電穿孔的原理，其脈寬非常窄。這類(lèi)產(chǎn)品通常具有更快的消融速度和更高消融效率。但需要注意的是，不同的方案選擇會(huì)有不同的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)，還需要廠商綜合多方面因素考慮組合。

劍虎醫(yī)療介紹，在腫瘤治療中，納秒脈沖具有更低的產(chǎn)熱和更少的微泡產(chǎn)生，從而減少如肌顫等對(duì)周?chē)M織的刺激，顯著降低患者的疼痛感和不適感。想要獲得納秒級(jí)脈沖，快速開(kāi)關(guān)是核心器件，既要實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)快速導(dǎo)通和關(guān)斷，又要能夠承受數(shù)十千伏甚至上百千伏的高壓。傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)器件的承壓力有限，隨著現(xiàn)代功率半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，新型半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)速度和耐壓有了很大提升，給納秒脈沖功率技術(shù)帶來(lái)了新方向。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，納秒技術(shù)在心臟應(yīng)用上也具有相同作用。

■ 三個(gè)參考維度配置PFA電極

需要注意的是，電極是脈沖電場(chǎng)消融中的關(guān)鍵組件，負(fù)責(zé)將電能傳遞到目標(biāo)組織，從而實(shí)現(xiàn)消融效果。電極數(shù)量和配置是PFA導(dǎo)管設(shè)計(jì)的核心，直接影響到電場(chǎng)的分布和強(qiáng)度，進(jìn)而影響消融的精確度和深度。

當(dāng)前拿證或在研究的PFA導(dǎo)管電極數(shù)量普遍在5-35個(gè)電極之間，但Kardium公司的Globe測(cè)繪和消融系統(tǒng)獨(dú)樹(shù)一幟，其球囊形導(dǎo)管上分布著高達(dá)122個(gè)電極。

遠(yuǎn)山醫(yī)療介紹，電極數(shù)量與產(chǎn)品電場(chǎng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)有關(guān)。以Globe測(cè)繪和消融系統(tǒng)為例，該導(dǎo)管原本是用于高密度標(biāo)測(cè)的射頻消融產(chǎn)品，在發(fā)現(xiàn)脈沖電場(chǎng)消融（PFA）的發(fā)展?jié)摿?，Kardium公司決定沿用這款導(dǎo)管設(shè)計(jì)，將其應(yīng)用于PFA能量消融。在手術(shù)過(guò)程中，醫(yī)生可以先使用該導(dǎo)管進(jìn)行建模和標(biāo)測(cè)，然后利用其中的一部分電極進(jìn)行消融。

該導(dǎo)管配備了大量電極來(lái)實(shí)現(xiàn)高分辨率的標(biāo)測(cè)，每個(gè)電極都需要導(dǎo)線與外部的電源和控制設(shè)備相連。在導(dǎo)管尺寸有限的情況下，要想容納更多電極和相應(yīng)導(dǎo)線，導(dǎo)線需要非常細(xì)，但如此做，導(dǎo)線耐壓值也會(huì)降低，輸出電壓有限（100-200V）。為了實(shí)現(xiàn)有效消融，Globe導(dǎo)管選擇了縮短電極間距來(lái)提高電場(chǎng)強(qiáng)度。電極間距縮短也意味著單個(gè)電極的消融面積會(huì)相應(yīng)減少，因此，Globe導(dǎo)管又增加電極數(shù)量來(lái)擴(kuò)大消融面積。

玄宇醫(yī)療創(chuàng)始人陳樹(shù)國(guó)就電極數(shù)量設(shè)置提出了三個(gè)參考維度：第一，明確電極功能，若想消融導(dǎo)管兼具標(biāo)測(cè)功能，那么電極數(shù)量越多，標(biāo)測(cè)效果越好；第二，取決于電場(chǎng)覆蓋和組織貼靠情況，電極數(shù)量越多，電場(chǎng)覆蓋面積越大，貼靠力傳遞越有效，能實(shí)現(xiàn)良好貼靠的電極數(shù)量也會(huì)相應(yīng)增加，有效消融面積更大；第三，還要考慮電極研發(fā)工藝與制造難度及成本。比如電極和導(dǎo)管需要一定的剛性和組織順應(yīng)性才能更好地實(shí)現(xiàn)貼靠，電極數(shù)量增加，工藝復(fù)雜度也會(huì)提高。據(jù)透露，海外市場(chǎng)曾有一款球囊導(dǎo)管，原材料BOM價(jià)格高昂，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，導(dǎo)致產(chǎn)品成本高、醫(yī)生操作復(fù)雜，盡管獲得了海外監(jiān)管部門(mén)的認(rèn)證和國(guó)內(nèi)創(chuàng)新綠色通道，但市場(chǎng)推廣效果甚微。

艾科脈研發(fā)總監(jiān)章湘明認(rèn)為，從設(shè)計(jì)角度來(lái)看，增加電極數(shù)量可以提高消融的連續(xù)性，確保消融有效性并減少消融次數(shù)和操作。但電極并不是越多越好，還要和電極形狀、導(dǎo)管形態(tài)、脈沖設(shè)置等眾多參數(shù)做優(yōu)化匹配。

■ PFA也當(dāng)盡可能保證良好貼靠

與冷凍/射頻消融模式不同，PFA對(duì)組織的作用是接近而非接觸性的，對(duì)導(dǎo)管貼靠的要求雖然不及射頻和冷凍那么苛刻，但在實(shí)際的脈沖消融臨床應(yīng)用中，為了達(dá)到理想的消融效果，也應(yīng)當(dāng)盡可能保證導(dǎo)管的良好貼靠。

一些PFA系統(tǒng)還采用了可變形的導(dǎo)管形態(tài)，來(lái)適應(yīng)不同肺靜脈解剖結(jié)構(gòu)，以確保良好的貼靠和消融效果。例如球囊形導(dǎo)管、花瓣/網(wǎng)籃狀導(dǎo)管可以通過(guò)形變判斷貼靠程度。

從消融安全性的角度來(lái)看，良好的貼靠也能夠降低患者的并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)電極不貼靠組織而進(jìn)行的放電，可能會(huì)在血液中產(chǎn)生氣泡，破壞血小板，導(dǎo)致不必要的血液損傷和潛在并發(fā)癥。因此，一些廠商會(huì)基于阻抗檢測(cè)技術(shù)或其他技術(shù)手段設(shè)計(jì)貼靠提示功能，來(lái)實(shí)時(shí)判斷電極是否與組織良好貼靠。

除此之外，脈沖極性和波形、組織特征、纖維方向和局部環(huán)境中的異質(zhì)性等都會(huì)影響PFA的消融效果。比如目前大多數(shù)廠家采用的雙極雙相脈沖波，可以減少肌肉收縮和患者的疼痛感，同時(shí)提高消融的效率和安全性。

艾科脈表示，理論上這些參數(shù)會(huì)有一個(gè)大致的指導(dǎo)范圍，廠商會(huì)通過(guò)大量試驗(yàn)來(lái)確定和優(yōu)化參數(shù)范圍，有些廠商還會(huì)在一定范圍內(nèi)允許醫(yī)生自行設(shè)置參數(shù)?！斑@些參數(shù)能以不同的數(shù)值自由組合，但目前相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的組合尚未確定。將PFA應(yīng)用到心臟系統(tǒng)中，需要開(kāi)展更深入的臨床研究?！?/p>

才5歲的PFA，還面臨著很多難關(guān)

PFA在提高房顫導(dǎo)管消融成功率和效率方面表現(xiàn)出了廣闊的前景。但其也面臨著一些發(fā)展挑戰(zhàn)。

玄宇醫(yī)療提到，臨床試驗(yàn)案例較少和隨訪時(shí)間較短是限制脈沖電場(chǎng)消融發(fā)展的一個(gè)重要原因?！皬?019年出現(xiàn)臨床數(shù)據(jù)至今也才5年時(shí)間，受限于循證醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)數(shù)量，PFA的衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)和臨床價(jià)值的證明還不夠明顯，可能還需要兩三年的應(yīng)用案例積累，PFA的市場(chǎng)發(fā)展才會(huì)更明朗一些?！?/p>

遠(yuǎn)山醫(yī)療表示，當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜多變，部分廠家在缺乏充分沉淀與積累的情況下急于推出產(chǎn)品的行為可能會(huì)削弱醫(yī)患對(duì)脈沖技術(shù)的信任度。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，廠商未來(lái)必須確保產(chǎn)品的規(guī)范性，以贏得更多醫(yī)生的認(rèn)可與支持。同時(shí)，加強(qiáng)市場(chǎng)教育同樣不可或缺，它對(duì)于提升公眾認(rèn)知與接受度至關(guān)重要。

劍虎醫(yī)療介紹，當(dāng)前很多脈沖消融手術(shù)還需要在全麻下實(shí)施，具有較高的麻醉風(fēng)險(xiǎn)和手術(shù)時(shí)長(zhǎng)，且國(guó)內(nèi)麻醉醫(yī)生資源欠缺，未來(lái)在基層醫(yī)療下沉和市場(chǎng)推廣上都會(huì)受限。因此，一些廠商也在優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，在保障消融透壁的情況下，實(shí)現(xiàn)局麻下脈沖消融的技術(shù)突破。同時(shí)，他也強(qiáng)調(diào)高壓電場(chǎng)作用于肌肉組織時(shí)，可能會(huì)引發(fā)肌肉收縮，如何有效抑制肌顫，是局麻下脈沖消融手術(shù)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

艾科脈指出，盡管PFA（脈沖電場(chǎng)消融）技術(shù)發(fā)展迅速，如美國(guó)市場(chǎng)上PFA在房顫治療中的占有率已接近20%，歐洲也已完成近10萬(wàn)例手術(shù)，且越來(lái)越多臨床醫(yī)生開(kāi)始接受PFA消融，但其仍面臨一些新的挑戰(zhàn)，如局麻下病人的耐受性問(wèn)題以及RF（射頻）消融未見(jiàn)的新并發(fā)癥如溶血癥和冠脈痙攣等。

多位訪問(wèn)對(duì)象表示，PFA主要適用于陣發(fā)性房顫，對(duì)于持續(xù)性房顫的治療研究正在展開(kāi)，同時(shí)，PFA消融領(lǐng)域?qū)Ч苄螒B(tài)多樣，能量?jī)?yōu)化與術(shù)式研究尚未標(biāo)準(zhǔn)化，許多臨床醫(yī)生期待在特定適應(yīng)癥上有成熟穩(wěn)定的術(shù)式和標(biāo)準(zhǔn)化的能量定義，這仍需一個(gè)探索和完善的過(guò)程。

四大研發(fā)技術(shù)趨勢(shì)顯現(xiàn)

脈沖電場(chǎng)消融技術(shù)發(fā)展的核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單、安全的操作，并降低復(fù)發(fā)率和并發(fā)癥的發(fā)生率。隨著消融技術(shù)的不斷成熟，脈沖電場(chǎng)消融的一些研發(fā)新趨勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。

綠色電生理已成為房顫消融的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。其中心腔內(nèi)超聲（ICE）和脈沖消融的結(jié)合為心血管疾病的治療提供了新思路。ICE能夠清晰呈現(xiàn)心臟內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)，幫助醫(yī)生準(zhǔn)確找到異常心律組織的靶點(diǎn)。脈沖消融則利用電場(chǎng)能量精確消融這些靶點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療。

艾科脈介紹，利用磁場(chǎng)和（或）電場(chǎng)定位，構(gòu)建處心腔三維電解剖結(jié)構(gòu)的三維標(biāo)測(cè)技術(shù)已全面替代二維，可最大限度減少X射線對(duì)患者和術(shù)者的損害，符合“綠色電生理”的理念。但三維標(biāo)測(cè)領(lǐng)域被國(guó)際巨頭壟斷，因此，一些國(guó)產(chǎn)廠家也在積極提高自主研發(fā)能力，試圖改寫(xiě)進(jìn)口壟斷的局面。

集標(biāo)測(cè)與脈沖消融于一體的導(dǎo)管升級(jí)。一些國(guó)產(chǎn)企業(yè)將脈沖消融與標(biāo)測(cè)功能高度集成，通過(guò)一根或多根特殊設(shè)計(jì)的導(dǎo)管即可實(shí)現(xiàn)心臟組織的三維建模、電生理標(biāo)測(cè)、脈沖消融及消融效果評(píng)估等全流程操作。這種一體化設(shè)計(jì)能夠提高手術(shù)精準(zhǔn)性和安全性，提高治療效果和縮短手術(shù)時(shí)間等。

利用大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)可以進(jìn)一步提升手術(shù)效果和安全性。AI技術(shù)可提高建模效率、優(yōu)化術(shù)前評(píng)估和術(shù)后評(píng)價(jià)的三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)。在今年5月，強(qiáng)生發(fā)布第8次升級(jí)版本“CARTO 3 V8”，首次利用AI重建左心房解剖結(jié)構(gòu)，醫(yī)生無(wú)需手動(dòng)繪制輪廓，提高手術(shù)工作流程的效率和地圖精度。

劍虎醫(yī)療介紹，人工智能技術(shù)在電生理領(lǐng)域也有了更加廣泛和深入的應(yīng)用。如人工智能可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和診斷和手術(shù)輔助，同時(shí)也能與CS（心臟電生理手術(shù)跟臺(tái)培訓(xùn)生）協(xié)同工作。

劍虎醫(yī)療補(bǔ)充到，當(dāng)前PFA消融指數(shù)（PF index）也是行業(yè)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。PFI是指通過(guò)對(duì)電穿孔程度、消融范圍的消融效果評(píng)估，對(duì)并發(fā)癥發(fā)生率、周?chē)M織損傷程度的安全性評(píng)估，以及心律失常復(fù)發(fā)率、肺靜脈隔離率等有效性的評(píng)估，綜合衡量脈沖電場(chǎng)消融效果的關(guān)鍵指標(biāo)。

受訪者們還提到了多模態(tài)能量的結(jié)合、脈沖電場(chǎng)消融更多適應(yīng)癥的探索、一管雙能等發(fā)展方向。

當(dāng)前脈沖電場(chǎng)消融技術(shù)的市場(chǎng)研發(fā)情況主要集中在臨床試驗(yàn)和審批階段。臨床階段的投入巨大，且風(fēng)險(xiǎn)較高，從產(chǎn)品成型樣品的制作到能夠應(yīng)用于臨床，中間存在顯著的差距?！皟赡昵?，市場(chǎng)上還有40多家企業(yè)涉足該領(lǐng)域，但如今能夠成功推進(jìn)到臨床階段或完成臨床試驗(yàn)的，只有不到10家企業(yè)?！币晃恍袠I(yè)人士表示。