一种基于精准定位的窦房结局域微量持续性电刺激方案制造技术

本发明专利技术提供一种基于精准定位的窦房结局域微量持续性电刺激方案，包括两大步骤：①精准定位窦房结，将刺激电极准确放置在窦房结表面，放置方式主要包括体内放置和体外放置两种；②给予窦房结局域微量持续性电刺激，以提高窦房结的兴奋性，其中电刺激方式可选用微量直流电或微量直流电加交流白噪声的方式。整个过程针对窦房结夺获能力下降导致的房颤易复发等问题，探索了一种窦房结刺激的新方案，促使大多数心房组织的兴奋性无法超过窦房结，从而为包括房颤、房扑等在内的窦房结相关的疾病治疗提供了一种新颖的方法。

A micro continuous electrical stimulation scheme based on accurate localization of sinoatrial endings

The invention provides a method based on the precise positioning of the end domain trace persistent sinus stimulation scheme includes two steps: the precise positioning of the sinoatrial node, the stimulating electrode placed on the surface of the sinoatrial node accurately, including body placement placement and placed two in the in vitro; give domain trace persistent sinus ending stimulation, to increase the excitability of the sinoatrial node, the stimulation method can choose micro DC or AC DC micro white noise method. The whole process for sinus node capture ability of the resulting decline in atrial fibrillation recurrence and other issues, to explore a new scheme of sinoatrial node stimulation, promote excitatory most of the atrial tissue cannot exceed the sinoatrial node, thus including atrial fibrillation, atrial flutter, sinus node disease associated with treatment provides a novel method.

【技术实现步骤摘要】
一种基于精准定位的窦房结局域微量持续性电刺激方案
本专利技术属于医学信号的检测、识别、处理与分析领域，具体涉及一种对窦房结精准定位并给予局域微量持续性电刺激以提高其兴奋能力的方法。
技术介绍
正常情况下，控制心房的节律点为窦房结。当节律点的激动频率发生异常，如窦性频率低于低位节律点的固有频率，或者是低位节律点频率增加超过窦性频率时，就会发生如房颤、房扑等疾病。窦性激动在于异位心律竞争过程中，当提高窦房结的夺获心律能力或者抑制异位点的夺获心律能力时(传导阻滞除外)，就可以重新夺获心房与心室，从而恢复窦性心律。因此研究窦性心电下和房颤状态下的窦房结的夺获机制就显得尤为重要。研究表明窦房结周围变性以及窦性冲动的异常，可促使心房颤动的发生。现有的检测窦房结的方法有很多种，如药物试验、电生理检测、和CT检测等。其中药物实验是以监测阿托品注射的心电反应为依据的。心脏电生理检测通常包括食道调博术、动态心电图和体表窦房结电图。食道调搏术通过测定(校正)窦房结恢复时间、传导时间和不应期来检测窦房结的功能。动态心电图在于能够长时间监控病人的心电，更早地发现疾病进行诊断。体表窦房结电图采用体表非叠加法记录。体表窦房结电图的价值，在于能检测出一些心电图不能发现的窦房结功能障碍。而CT检测主要是通过双源或多源CT检测窦房结动脉的损伤进而评价窦房结的功能。普遍认为局部电波频率(节律)较高的组织具有较高的夺获能力，心脏快速起搏也是基于这个原理通过快速刺激获取心律。但当房颤发生时，窦房结的夺获能力随之下降，局部心电频率较高的组织就会控制心房与心室的节律。由于不可能观测到全部心房细胞，总是只有部分心房内的异位节律点能够被发现和消融，而那些遗漏的异位节律点就会导致房颤的复发。因此，针对窦房结夺获能力下降导致的房颤易复发等问题，有必要探索提高窦房结刺激的新方案，促使大多数心房组织的兴奋性无法超过窦房结，从而有助于房颤、房扑等疾病的治疗。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术解决的技术问题是提供一种新的方法，通过药物抑制心脏整体的兴奋性的同时，对窦房结精准定位并给予局域微量持续性电刺激以提高其兴奋能力。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案主要有以下两大步骤：S1：将电极准确放置在窦房结表面，可以选用体外放置或者体内放置两种方式；S2：给予窦房结局域微量持续性电刺激，电刺激方式如微量直流电、或微量直流电加交流白噪声，从而提高窦房结兴奋性。如S1所述，需要将电极准确地放置在窦房结上，具体的放置方法有体内放置和体外放置两种。体外放置主要包括①采用现有的红外导航穿刺系统，利用CT断层图像及红外标记捕捉装置实现窦房结的精准定位，通过穿刺的方式将刺激电极放置到窦房结表面，主要是通过肋骨窗口，在计算机三维引导下将电极固定在窦房结周围(误差小于1mm)；②直视下放置电极，由外科医生直接进行开胸手术或微创手术将电极放置到窦房结表面。体内放置电极主要是利用心脏导管术，利用血管将电极放置于靠近窦房结的心内膜上。其中电极设置以窦房结为中心，覆盖窦房结及其周围小范围心肌。如S2所述，将电极放置在窦房结表面之后，通过对窦房结进行局域微量持续性电刺激，提高窦房结兴奋性。其中对窦房结的电刺激设计可以选用①阈下直流电和②阈下直流电加阈下交流白噪声这两种阈下刺激的方式。本专利技术中不采用阈上电刺激(如brust刺激)，因为阈上电刺激只会抑制窦房结的兴奋能力，而本专利技术通过阈下刺激变相降低了窦房结的通道阈值提高其兴奋性，主要是为了使自律性最高的窦房结组织更易跨越通道阈值，产生冲动。在本专利技术步骤S2中实施精准窦房结电刺激的电极主要有三种，包括环形电极方案、同心电极以及具有粘性的双电极方案。本专利技术的有益效果在于：该方法对窦房结进行准确定位，在抑制心脏整体兴奋性的同时，提出了通过阈下刺激的方式刺激窦房结，这里阈下刺激的目的并不是为了心脏起搏，而是通过有效地提高窦房结的夺获能力，使得心脏起搏相对容易，为包括房颤在内的窦房结相关的疾病治疗提供了一种新颖的方法。附图说明图1：本专利技术的一种基于精准定位的窦房结局域电刺激方案流程图；图2：红外导航穿刺系统对窦房结精准定位流程图；图3：红外导航穿刺系统对窦房结精准定位原理图；图4：三种刺激电极示意图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细的描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。参考图1，本专利技术是一项基于精准定位的窦房结局部电刺激的方案，包括以下步骤：S1：精准定位窦房结并将电极放置在窦房结上，放置方式可选用体外放置或体内放置两种；S2：给予窦房结局域微量持续性电刺激，电刺激形式如微量直流电、或微量直流电加交流白噪声，从而提高窦房结兴奋性。步骤S1中，体外放置电极的方式包括①外科医生通过开胸手术或微创手术，直视情况下放置电极；②采用现有的红外导航穿刺系统，利用CT断层图像及红外标记捕捉装置实现窦房结的精准定位，通过穿刺的方式将刺激电极放置到窦房结表面。参考图2图3，图2展示了通过红外导航系统定位并利用穿刺的方式体外放置刺激电极的步骤，图3展示了红外导航穿刺系统的定位原理。利用红外导航穿刺系统进行的窦房结的精准定位是通过CT断层图像及红外标记捕捉装置实现的，该装置的原理和流程如下：A.在患者胸部附近安装定位标识，安装之后让患者去拍摄CT图像；B.将CT图像导入计算机，在计算机中打开导入的CT图像并勾画出图像中的定位标记；C.三维重建人体模型，计算机自动计算人体体表标记与人体内部组织、器官、骨骼等的相对位置关系；D.根据重建的三维模型手动定义窦房结中心位置，计算机根据窦房结位置中心与周围组织和器官等的位置规划出几条合适的穿刺路径，医生从中选择出一条合适的路径；E.电极杆可以有多种选择，可直接在较粗的穿刺针前装上可拆卸的电极前端，也可以用经过绝缘处理的硬质不锈钢细杆(直径10mm)。F.根据电极杆设计，可以在右侧第四肋间切开一个窗口，暴露右心房。或直接进行体外穿刺后再携带电极接触窦房结。G.固定器可以卡在电极杆，固定器上有红外标记，红外追踪设备可以追踪红外标识从而得到电极杆前端和尾段的实时三维位置；H.计算机得到固定器上和人体体表上的红外标识的数据，从而能够计算电极杆尖端、窦房结、行径路径的位置，将这些数据传至计算机显示单元，在屏幕上实时显示过程。其对于红外小球的定位误差小于0.5mm，对电极杆前端的定位误差小于1mm。步骤S1中，通过红外导航穿刺系统将窦房结刺激电极准确放置在窦房结上，主要是通过肋骨窗口，在计算机三维引导下将电极固定在窦房结组织周围(误差小于1mm)。步骤S1中，除了上述的体外放置电极的方式外，还可以通过体内放置，即利用心脏导管术，利用血管将电极放置到靠近窦房结的心内膜上。电极设置以窦房结为中心，覆盖窦房结及其周围小范围心肌。参考图4，在步骤S2中，本专利技术采用了3种不同的窦房结刺激电极，a)同心双环电极，电极由内层圆形铜片与外层铜环构成。内外层间电隔离。采用柔性电路设计。最大尺寸为20*20mm或更小，表面有粘性导电胶。b)环形电极，采用环状电极，直径20mm，环径10mm。平均分为3段，每段间均采用电隔离，柔性电路设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于精准定位的窦房结局域微量持续性电刺激方案，其特征在于：所述方法包括以下两大步骤：S1：精准定位窦房结并将电极放置在窦房结上，放置方式可选用体外放置或体内放置两种；S2：给予窦房结局域微量持续性电刺激，电刺激形式如微量直流电、或微量直流电加交流白噪声，从而提高窦房结兴奋性。

【技术特征摘要】
1.一种基于精准定位的窦房结局域微量持续性电刺激方案，其特征在于：所述方法包括以下两大步骤：S1：精准定位窦房结并将电极放置在窦房结上，放置方式可选用体外放置或体内放置两种；S2：给予窦房结局域微量持续性电刺激，电刺激形式如微量直流电、或微量直流电加交流白噪声，从而提高窦房结兴奋性。2.根据权利要求1所述的一种基于精准定位的窦房结局域微量持续性电刺激方案，其特征在于，S1具体包括：选用体外放置电极或者体内放置电极的方式，将刺激电极精准放置在窦房结上。3.根据权利要求2所述的一种基于精准定位的窦房结局域微量持续性电刺激方案，其特征在于，体外放置电极方式有两种，一种是由外科医生直接进行开胸手术或微创手术，在直视的情况下将电极放置到窦房结表面；另一种是采用现有的红外导航穿刺系统，利用CT断层图像及红外标记捕捉装置定位，通过穿刺的方式将刺激电极放置到窦房结表面。4.根据权利要求2所述的一种基于精准定位的窦房结局域微量持续性电刺激方案，其特征在于，体内放置电极的方式即为通过心脏导管术，利用血管将电极放置到靠近窦房结的心内膜上。5.根据权利要求2所述的一种基于精准定位的窦房结局域微量持续性电刺激方案，其特征在于，根据电极杆设计，可以在右侧第四肋间切开一个窗口，暴露右心房，医生通过目视直接放置刺激电极；或直接进行体外穿刺后再携带电极接触窦房结，穿刺中电极杆可以有多种选择，可直接在较粗的穿刺针前装上可拆卸的电极前端，也可以用经过绝缘处理的硬质不锈钢细杆(直径10mm)。6.根据权利要求2所述的一种基于精准定位的窦房结局域微量持续性电刺激方案，其特征在于，利用红外导航穿刺系统实现体外放置电极时，先通过计算机导入的CT图像进行三维重建人体模型，利用三维重建的人体模型定义窦房结中心位置，然后由计算机自动规划合适的穿刺路径。7.根据权利要求2所述的一种基于精准定位的窦房结局域微量持续性电刺激方案，其特征在于，利用红外导航穿刺系统实现体外放置电极时，固定器可以卡在电极杆，固定器上有红外标记，红外追踪设备可以追踪红外标识从而得到电极杆前端和尾段的实时三维位置。计算机得到固定器上和人体体表上的红外标识的数据，从而能...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冰清，陈颖，葛云，黄晓林，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32