心内非接触式标测的原理及基本操作

一、 系统组成
　　该系统主要由一套进行三维动画图象处理的SGI（Silicon Inc）工作部、进行电极转接的患者界面部分（Patientinterference unit,PIU）以及安置有多电极矩阵（Multielectrode array MEA）的网状球囊电极导管组成。
　　所使用的MEA导管为-9F的双腔式导管，其内腔直通顶端的猪尾巴导管等，该结构在心腔内主要起锚定电极导管的作用。在导管留置于心腔的整个期间，需用肝素盐水持续冲洗内腔。靠近顶端处为一球囊（容量约7.5ML），外罩以激光蚀刻出0.025英寸大小的64个电极的多电极矩阵网(图1)，该金属电极网是使用直径为0.003英寸的合金丝编织而成。每一电极均为非接触式的单极电极。标测过程中需要通过外腔向球囊内注射稀释后的造影剂显影并使多电极矩阵网保持稳定地张开。
　　在进行标测时，MEA从心腔内获取远场电图数据并送至多通道记录和放大系统，以1.2KHZ取样并以0.1-300HZ的带宽进行滤波。目前版本的信号放大器有16个通道供与传统的接触式导管联接，还有12个导联供体表心电图使用。在MEA导管轴的近端有一块环状电极，作为记录非接触式单极电图时无关电极。

二、操作：
　　通过一根9F的动脉鞘管，在加硬260厘米0.032英寸J型导丝导引下将球囊式标测导管送至需要标测的心腔。MEA电极放置的部位根据所标测的心律失常而定，标测左室心动过速时，一般将球囊式MEA电极放置于左心室心尖部；右心室流出道心动过速时放置于右室流出道；而对发生于右心室内的心动过速则放置于右室心尖部；对于右心房界峭部/心耳/游离壁以及疤痕性房速，可将猪尾巴状头端撑直后进入上腔静脉，并根据房速起源点的高低调节球囊位置以尽量靠近其起源部位，如果是HIS束旁房速或峡部依赖性房扑，可以将球囊放置于三尖瓣口附近；对于左心房的心动过速或阵发性房颤的标测，则通过房间隔将球囊送入左心房并横置其中。
　　在妥善固定球囊式MEA电极后，再送入普通的大头电极导管，在心腔内膜上各个部位滑动，进行心腔内膜几何学（Geometry）构建。该系统的PIU部分可连接大头电极或任一普通心内接触式标测电极并通过其发放5.68KHZ的低电流"定位(Locator)"电信号,MEA接收电极在不同部位发射的信号(图2)，并根据其角度虚拟的三维心内膜模型。实现这一目的的手段是在窦性心律下当电极在心内膜移时持续地接收信号且勾勒出连续而细致的心腔轮廓。此阶段可以将诸入希氏束以及瓣环等关键的解剖部位点标注出来，便于准确地识别图像。

三、 心内电图的重新构建
　　由于是非接触式的方式，由MEA所探测到的电活动无论是振幅还是频率均要比心内膜上的电位低。这样的远场电位必须经过相应的处理才能提供可靠的信息。EnSite 3000所采用的处理手段是通过使用一套所谓边界要素方法（boundary element method,BEM）使用Laplace 方程进行处理（ inverse solution）。这套解决方案主要是着眼于将所探测到的来自远场某一点的信号尽可能准确地在其源头处加以重现。而BEM则是应用逆处理方法来解决来自某一已知边界（例如血液与心内膜的边界）信号源的信号矩阵。
　　在MEA上的任意一个电极上所记录到的电位于场均在一定程度上受到整个心内膜电位的影响，其影响的程度则是依电极到心内膜上每个点之间的距离按比例转换。因此，MEA表面的电位场即与MEA一心内膜几何学矩阵相关联，在此基础上，就能够通过Laplace 方程进行运算而从MEA电位生成心内膜电图。
MEA电极上获得的噪声或MEA一心内膜几何学矩阵的不精确性，都可以在重新构建心内电图时产生较大的误差。为把此种误差减少到最小，则使用了被称为"规范化（regularization）"的数学算法来解决其稳定性的问题，虽然采用了以上措施，心腔几何学构建时的误差依然会产生，这主要取决于心内膜采样的点数以及所标测心腔内部结构的复杂程度。
　　为改善系统的精确度，还使用了如Green第二方程等算法。理论上，采用计算机处理后的齿状线的模型，由于锯齿上存在锥形点，有可能会在心腔内膜表面曲线的几何学构建时导致明显的误差。因此，该系统采用了一个基于双方锯齿（bicubic splines）等符合心内膜曲线的模型。
　　由于使用了技术，EnSite 3000标测系统可以从MEA所采集到的微小的电位来重新构建出一个同时包含＞3300多个点的虚拟心腔内膜电图。通过逆转换的方法使用BEM，就意味着将三维的心内膜当做传统接触式的心内标测的2维心内膜表面那样进行处理。它所重建的心内虚拟电图不仅反映心内膜，也反映了内膜下心肌的电图。每一组份对电图的贡献都经过该测量部位的振幅主距离来权重。