心内电生理技术经过近半个世纪的发展，已成为揭示心律失常机制和根治心律失常的主要手段，是心脏介入治疗的重要组成部分。与冠心病介入诊治相似，传统心电生理标测和消融均需借助导管介入技术完成，这就需要频繁使用X线透视指导导管操作和定位，传统心电生理技术实质上是心电学和X线心脏二维解剖信息的结合。365医学网 转载请注明
一、 X射线在传统心电生理中的弊端365医学网 转载请注明
X线辐射是传统心脏介入诊疗，包括心电生理技术的重要弊端。患者和医护人员及技术人员均受到X线辐射影响。少许的X线辐射危害不大，但对于长期从事一线介入诊疗工作的医护人员，长时间、大剂量、频繁、近距离接触X线辐射可抑止和损害人体的组织细胞，导致白细胞减少，同时也会使人体内部引发感染或者抵抗力下降等症状；甚至引起人体内部细胞的突变，引发癌症，已成为临床心电生理医生面临的重大健康隐患。365医学网 转载请注明
传统X线仅能提供心脏二维解剖信息，对于复杂解剖部位定位、标测和消融，存在明显缺陷；不准确定位又可导致无效消融或过度消融，增加手术风险；二维图像无法真实显现病变变组织和重要心脏结构（如希氏束）真实距离，从而高估或低估手术风险，导致手术失败或损伤心脏重要结构。365医学网 转载请注明
传统X线不能直接显示血管，需要辅以造影剂，增加手术风险，同时可能恶化肾功能不全患者病情。365医学网 转载请注明
二、心脏三维解剖影像在心电生理技术中优势365医学网 转载请注明
近年来，随着三维电解剖标测、磁导航、心腔内超声（ICE）等新设备应用和普及，医生可以在计算机上建立心脏三维模型，更好地显示心腔和血管三维结构，心电生理由二维时代进入三维时代，有利于指导导管操作、定位[1-5]。365医学网 转载请注明
此外，心脏三维解剖影像还可以规避心脏重要结构，降低手术风险；更重要地是，可以将心电学与三维解剖信息结合，揭示心律失常机制和靶点，指导导管消融，提高消融疗效，缩短手术时间。365医学网 转载请注明
心脏三维解剖系统应用，真正实现内科医生“看着心脏做手术”的同时，大幅降低了以往X 射线和造影剂所带来的伤害，即实现了绿色电生理。365医学网 转载请注明
三、CARTO原理与进展365医学网 转载请注明
（一）CARTO原理365医学网 转载请注明
CARTO系统最早是在九十年代初，由以色列工程技术学院的Ben－Haim等研制出一种顶端埋置有磁性定位传感器的标测消融导管，并于同年年底首次应用于人体。其基本原理是通过放置在患者身下，呈环形排列的磁场发生器产生环绕心脏的磁场，并通过计算机对磁场进行空间分区编码以及定位。当消融导管进入定位板的磁场时，由传感器接收到的磁场信号和电极接收到的局部心电信号通过导管尾端的连线传入CARTO磁/电处理器进行处理。原始数据经由工作站的处理，通过计算显示出心腔的三维解剖图像、电激动播散顺序以及消融导管的位置，同时也可以记录电生理检查所需的体表和心内电图。CARTO系统的理论标测误差＜0.2 mm，动物实验活体内标测精度可达0.7 mm，完全可以满足射频消融的需要。其后该系统又引入了影像融合技术，使得构建的电解剖图形更加完整，与实际情况更吻合。365医学网 转载请注明
（二）CARTO进展365医学网 转载请注明
近年随着CARTO设备和技术提升，又衍生了新的辅助技术，CARTO系统进一步完善。365医学网 转载请注明
1．电激动标测365医学网 转载请注明
在心脏三维模型空间上对不同位置进行电学激动标测，并与参考电极比较，通过不同颜色显示心律失常激动顺序，将心律失常机制可视化，直观显示最早激动点（图1）或缓慢传导区域（关键峡部）（图2），从而揭示心律失常机制，指导导管消融治疗。365医学网 转载请注明
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图1. 右室流出道高位间隔部室早。左图：CARTO右室右侧位三维模型，电激动标测显示室早起源于右室流出道高位间隔部；中图：CARTO右室右侧位三维模型及与心脏CT融合图像；右图：X线左前斜位，消融导管置于右室流出道高位间隔部。365医学网 转载请注明
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图2. 典型房扑（右房峡部依赖性心房扑动）。左图显示：CARTO系统激动标测提示房扑经右房峡部缓慢传导；右图显示右房峡部消融中房扑终止，转复窦律。365医学网 转载请注明
2．电压标测365医学网 转载请注明
在心脏三维模型空间上对不同位置进行电压标测，通过不同颜色显示心肌电压水平和疤痕区，即基质标测，发现潜在缓慢传导区域，指导导管消融治疗（图3）。365医学网 转载请注明
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图3. 肥厚型心肌病合并持续性房颤和不典型房扑。CARTO下重建左房三维模型。环肺静脉电隔离后，经电复律转复窦律，窦律下电压标测提示左房前壁可见较大区域低电压区域。连接低电压区域和右房前壁消融线及二尖瓣环，行线性消融，至线性双向阻滞。消融点显示FTI和Force数据。365医学网 转载请注明
激动标测和电压标测是三维标测系统最最重要的标测技术，二者可相互结合，显示心律失常机制，指导消融治疗（图4）。365医学网 转载请注明
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图4. 外科换瓣术后房扑。左图：CARTO激动标测提示右房后下游离壁可见缓慢传导区域；中图：右房下后游离壁区域可见双电位；右图：CARTO电压标测提示右房后下游离壁可见疤痕区，该区域与外科手术疤痕相关。365医学网 转载请注明
3．磁电双定位技术ACL 精确可视定位 365医学网 转载请注明
最初的CARTO系统只是采用磁信号定位。优点是抗干扰能力强，而且定位精确。现在，CARTO已经成为将磁场定位技术和电场可视化数据结合的复合技术。充分结合了两种技术的长处。即保证了定位的精确性，同时也在一定程度上实现了导管的可视化，这无疑大大方便了医生的操作。同时由于部分导管的可视化，也使得放射线辐射的应用剂量显著降低。（图5）365医学网 转载请注明
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图5. 右室流出道高位间隔室早。左图和中图分别为CARTO图RAO和LAO位。显示导管走行、导管头端指向、His束。365医学网 转载请注明
5．影像化建模 FAM 快速精确的建模 365医学网 转载请注明
以往的逐步踩点标测的方式虽然精确度高，但建模所花费的时间长，而且需要医生具有一定的空间想象能力，学习曲线较长。快速建模的方法，在保证精确度的前提下，可以批量大范围的采集心脏解剖数据，建模时间大为缩短。也使得整个过程更加直观、形象化。有利于医生形成完整的解剖概念，这样无疑更加有利于脱离X-ray指导下的导管操作。365医学网 转载请注明
6．压力反馈技术和VisiTag软件365医学网 转载请注明
临床和动物研究均显示，消融效应直接与导管—心肌接触压力、消融时间、温度、功率等有关。压力越大，消融时间越长，温度/功率越高，消融损伤越大；反之，压力越低，温度/功率越低，消融时间越短，消融损伤越小。除了消融时间、温度/功率可视外，导管压力常依赖术者的“手感”。过高的压力，导致心肌穿孔、心包填塞；过低的压力，常提示接触不良，消融效果差。而“手感”由于主观性强，，似乎“只能意会，无法言传”。如何在操作导管稳定贴靠与降低并发症之间寻求平衡，是考验一名电生理术者手技的重要指标。长久以来，电生理医生只能凭借经验、手感等非客观的指标，谨慎小心的在上述两个目标之间“走钢丝”。随着导管压力技术的问世和发展，通过导管顶端的压力反馈，可以对贴靠不佳和贴靠过度的情况作出客观的反映，指导医生以适宜的力量操控导管。术者操作导管和消融可实时准确监测压力和压力—时间指数（FTI），从而调整压力和FTI达到最优（图3），实现可靠损伤与避免心肌穿孔之间的完美平衡。365医学网 转载请注明
VisiTag自动消融踩点的软件可以评价导管的位置稳定性，包括稳定时间和导管位移。通过设置靶点温度和消融时间等参数，客观的自动采点，实现连续线性消融。还可以显示每个消融点的数据，在消融中和消融后评价消融效果，通过特定的参数，来确定消融是否足够，最大程度的避免消融“Gap”的形成。 365医学网 转载请注明
二者的结合，为医生提供了消融效果和并发症风险的客观指标，对于提高手术成功率和降低并发症的发生，提供了又一利器。此外，由于压力反馈技术，在脱离X-ray操作时，医生可以做到心中有数，游刃有余。365医学网 转载请注明
7．高精密度标测技术365医学网 转载请注明
近年来在三维影像基础上，出现了多级电极次采集技术，依靠多极导管，包括lasso nav sas导管和PentaRay Nav导管，均可同时获得多个高精度的标测点，在得到精细解剖标测的同时，进行心内信号的快速标测并帮助明确心律失常机制。这样一来，在标测复杂房速、室速时，可以在短时间内对某个区域的心肌的激动时间、电压等数据进行快速和高密度的采集（图6,7），不但能够获得准确的信息，同时也缩短了手术时间，这一优势在心律失常发作时血流动力学不稳定的患者中尤其具有优势。365医学网 转载请注明
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图6. 高精密度标测导管。左图：lasso nav sas导管；右图：PentaRay Nav导管。365医学网 转载请注明
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图7. PentaRay Nav导管可在CARTO系统下迅速构建左房和右房三维模型，并且通过多电极同时取点，较快确定心律失常机制。该患者激动标测提示房速起源于右下肺静脉后壁前庭区域。在此处消融，房速迅速终止，恢复窦律。365医学网 转载请注明
总之，CARTO系统由于其较高的标测精确度，以及良好的人机对话和稳定性，能够为医生提供大量有价值的电生理信息。随着众多新技术的问世，尤其是导管可视化和FAM建模，以及压力反馈技术的出现，不但使手术的成功率提高，同时也为降低射线辐射剂量提供了有力的技术保障。365医学网 转载请注明
三、 CARTO系统临床应用365医学网 转载请注明
（一） 室上性心动过速365医学网 转载请注明
对于阵发性房室结折返性心动过速，多数病例仅需少量X线透视置入冠状窦电极和右室电极（很多病例甚至仅需极少量射线置入冠状窦电极），在心电生理检查明确诊后，可构建右房模型，也可直接在计算机上标记His束，后撤消融导管、打弯、顺时针旋转，使导管尖端沿间隔侧下移，直至出现小A大V标测图像，然后进行消融（图8），大大降低了术中X线辐射，提高了消融效率。365医学网 转载请注明
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图8. 左图为CARTO三维图像显示三尖瓣环、His束，ABL电极在冠状窦与His束中下1/3处，记录到小A大V，在此消融。右图示X线下LAO位，ABL位于冠状窦与His束中下1/3处消融。365医学网 转载请注明
对于多数旁路参与的房室折返型心动过速，仅需通过消融导管在计算机上取点，简单构建瓣环模型，通过激动标测确定旁路位置，进行消融（图9,10）。365医学网 转载请注明
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图9. 左侧旁路消融。左图示CARTO显示冠状窦和消融靶点，ABL通过穿刺房间隔置于二尖瓣环、距离冠状窦口约4cm处，心室起搏VA融合；右图显示X线RAO和LAO不同体位ABL和冠状窦电极位置毗邻。365医学网 转载请注明
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图10. 右侧显性预激旁路。左图：CARTO三维影像和激动标测显示旁路位于三尖瓣环12点。同时显示His束，可在消融中避免损伤His束。右图显示X线LAO图像，ABL电极位于三尖瓣环12点。365医学网 转载请注明
（二） 心房扑动365医学网 转载请注明
对于典型房扑，通过构建右房三维电激动模型确定诊断和指导消融，也可通过电生理检查确定诊断后，计算机定位三尖瓣环6点钟及下腔静脉，从而两点连线消融（图2），大大减少了X线辐射。365医学网 转载请注明
对于非典型房扑，例如外科术后房扑，常常是疤痕周围区域形成房扑的“峡部”，术前根据病史评估大致手术疤痕，术中通过三维重建心脏模型结合电压标测确定疤痕区，结合拖带标测可准确识别靶点，也可通过激动标测确定不典型房扑关键峡部，这些均极大降低了X线辐射，也避免了在二维X线不易标测等缺点。365医学网 转载请注明
（三） 心房颤动365医学网 转载请注明
既往X线指导的心房颤动（房颤）导管消融费时费力，每台消融常需40-80分钟射线，巨大的X线辐射常使术者疲惫不堪。而现在仅需少量射线指导放置冠状窦导管和穿刺房间隔（若有心内超声辅助，则很多情况无需X线指导），也无需肺静脉造影（图11），对于造影剂敏感及肾功能障碍患者，无疑增加了手术机会。仅需导管构建心脏和肺静脉三维结构，然后进行肺静脉前庭消融、线性消融、碎裂电位消融，甚至可将房间隔穿刺缩至1次，利用三维心脏解剖与电学结合的优点，激动标测寻找“GAP”，从而实现肺静脉电隔离和线性双向阻滞。365医学网 转载请注明
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图11.阵发性房颤环肺静脉电隔离。CARTO系统下重建左房三维模型，指导消融。左图：后前位，中图：右前斜；右图：左前斜。365医学网 转载请注明
（四） 室性心动过速和室性早搏365医学网 转载请注明
对于特发性室性早搏（室早）和室性心动过速（室速），可将导管置于预判靶点区域，再通过三维重建模型和激动标测及起搏标测进行精细标测，显著减少X线辐射，甚至可实现“零辐射”；同时在三维图像中标记心脏重要结构（如希氏束、冠状动脉等），规避手术风险（图1,5,12）。365医学网 转载请注明
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图12. 起源于主动脉瓣环—二尖瓣环连接部（AMC）室早消融。CARTO系统激动标测显示左冠状窦局部V波提前体表心电图室早QRS波不明显。在冠状窦远端心大静脉（GCV）标测到局部V波提前体表心电图室早QRS波29ms，考虑到此部位与冠状动脉较近，消融放电可能导致冠脉损伤，此处未予消融，在该部位对应区域，即AMC处标测到局部V波提前体表心电图室早QRS波28ms，消融中室早迅速减少、消失。365医学网 转载请注明
对于器质性室速和室早，也可通过三维解剖模型结合激动标测和电压标测，评估室速机制和靶点，进行有效消融。365医学网 转载请注明
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心脏三维系统、磁导航、心腔内超声（ICE）等技术的应用，将心电生理已进入三维时代，可以模拟心脏三维解剖结构，同时将解剖与电学结合，指导导管标测和消融，大大降低了X线辐射，减少或避免了造影剂危害，实现了绿色电生理，这无疑对广大患者和医护人员是巨大福音。但也需注意，绿色电生理不等于否定X线，片面追求零射线是本末倒置，X线依然是心电生理技术不可或缺的工具。只有在保证安全的情况下，应用三维技术尽可能减少X线辐射，方是绿色电生理主旨。365医学网 转载请注明
