一、三维电解剖标测系统的基本原理
患者躺在手术床上时其心脏位于定位板下，导管一旦进入心腔后，置于大头导管顶端的磁场传感器就可将接收到的磁场信号的振幅、频率以及周期的变化传入CARTO磁电处理器，从而将导管顶端在磁场内的三维位置（X，Y，Z）以及导管顶端所指的方向、导管顶端弯曲的前后径由计算机工作站处理后显示出来。由于心脏在不停地跳动，通过同时记录到的心电信号触发，可以记录到心动周期某一特定时间，如舒张末期大头导管顶端所处的位置。在具体操作时，当导管和室壁接触良好、心动周期稳定时，可以自动或手动将此点的电磁定位和局部心电信号的变化记录下来。
导管同时记录到整个心动周期局部的电位变化。局部动作电位时间（local
activation
time，LAT）是CARTO系统标测时的重要参数，定义为触发电位到局部除极电位的间期。一般系统本身自动将局部单极电图的最早激动波作为局部电激动的初始，但也可由操纵者任意确定，或标测后重新确定。LAT决定标测点除极的时间顺序，对标测后重建心腔内电激动传导方向、速度和顺序起决定作用。
当记录到两点后，计算机自动将其联成一条线，三点则可成一面。当标测到一定数量的部位后，就可形成三维图像，以不同的颜色表示除极的早晚。以红色表示除极最早的地方，以蓝色表示除极较晚的区域。一般在一个心腔记录到30～50个点就可获得满意的心腔解剖图像以及电激动传导的路径，费时约10～30分钟，视操作者的熟练程度和所标测心腔的难易程度而定。一般标测点越多，获取的图像越精确，但费时也越多。故一般只需对整个心腔进行粗略标测，而对感兴趣的地方进行精细标测。CARO系统的理论标测误差＜
0.2mm，动物实验活体内标测精度可达0.7mm，完全可以满足射频消融的需要[1]。
二、系 统 组 成
（一）系统硬件组成
1．CARTO
XP系统主机（磁电信号转换处理器，Communication
Unit）采用GPRS卫星定位原理将标测导管头端采集的磁场信号转换成电信号，与同时采集的心电信号一起经滤波、放大并数字化处理后输入到计算机中。
2．定位板（Location
Pad）
由三个体外低磁场发生器构成。三个磁场发生器排列成正三角形，放置导管床下，使心脏位于三磁场交界处。计算机可以对定位板上方的磁场进行分区编码和空间定位。
3．参考定位电极（REFSTARTM
with QWIKPATCHTM）
参考电极顶端带磁场感应器，放置于体表，贴在背部第七胸椎左侧心脏正位投影下，它可提供三维空间参考零点，补偿病人的移动误差。
4．图形处理工作站（Dell
Precision Workstation） 该工作站将Carto
XP送来的信号经过高速计算，显示出心腔内的三维解剖图像、电激动传导顺序、电压分布范围及消融标测导管位置，同时可像多导电生理记录仪一样，显示局部心电的形态、振幅及周期。
5．接线盒（Patient
Interface Unit） 用于连接标测消融导管、参考Carto
XP定位导管、多导电生理记录仪、射频消融仪、电刺激仪。
6．导航星消融标测导管（NaviStarTM
Catheter）该导管与Webster消融导管外形一样，顶端埋置了三个磁感应器。用于整个标测过程中采集心电信号、电压及磁场定位信号，在确定病变位置后，再用其进行射频消融，其标测消融采用同一导管。
（二）主要软件功能
CARTO操作系统为最新的WINDOWS
NT操作系统，此系统稳定，可同时多窗口同时记录显示操作，有右键快捷功能，操作简便方便，可显示16导心内电生理图及12导体表心电，有病案管理系统。立体显示特殊的解剖结构及位置如冠状窦、上下腔静脉、二尖瓣及三尖瓣、各肺静脉等。并可做解剖标记，如希氏束、双电位、靶点、起搏点。动态显示激动传导的方向、速度及路径，电压标测可显示正常心肌、缺血心肌和疤痕区。Carto
XP可完成如下三维图形：
1．电解剖图
立体显示特殊的解剖结构和位置，并可做解剖标记。
2．电激动图
用不同颜色实时显示电激动传导早晚，直观表示病灶起源及传导径路。
3．电传导图（动画模式）
立体动态显示电激动传导速度和路径。
4．电压图
能直观显示疤痕区域、低电压区域和正常心肌组织，为术者制定手术路线提供更多帮助。
5．网眼图
用以检查标测点的数目及分布、可以获得更趋于实际的心电解剖图。
（三）最新功能
1．QWIKMAPTM快速标测
应用QWIKMAPTM软件和QWIKSTARTM标测及消融导管，可以在更短时间获得更多信息，极大缩短术中标测时间，减少X线曝光量，轻松捕捉突发时间（Transient
Events）。
2．CARTOSYNCTM图像整合／融合功能：可将任何品牌CT／MRI图像导入CARTOTM
XP系统，使CARTOTM
XP系统的精确性和CT／MRI图像的细节完美结合，复杂心脏解剖清晰可见，确保手术更加精确高效。
3．与GE公司的CARDIOLABTM电生理记录仪双向数据共享，更合理高效地管理临床资料，可以出具内容更详尽的（包括事件、心电资料、射频参数和三维电解剖图像等）手术报告。
三、标 测 过 程[2]
1．设置参考电图（reference
electrogram）
即参考导联的心电信号。参考电图是整个导管标测过程的基点标志。基点的时间用来确立标测导管在某点的相对激动时间，并保证在每个心动周期的同样时间段取样。所有在三维图像上电生理时间信息是相对基点的数值，基点为零。例如，标测窦性心律时旁道的心室插入点，体表心电图某一导联选为参考电图。基点为最大斜率dv／dt处，这样所有通过标测导管在不同解剖位置的局部激动时间信息都是相对体表导联的基点。因此整个标测过程中，心脏节律必须规则、稳定，参考导联的基点对每一取样点保持一致。
在选择参考电图、基点和取样点上有很大的灵活性。任何体表某一导联或心内双极或单极导联均可以作为参考电图。基点可为最大值或最小值或最大、最小斜率处。取样允许选择和去除整个心动周期或个别心内电图的某一部分。须特别注意的是：尽管在不同心脏节律如窦性、心律失常或起搏时均可标测作图，但不允许在作某一图中有不同的节律。只允许在一种心脏节律下取样作图，以保证标测的心脏激动顺序与解剖结构相一致。
2．放置解剖参考（anatomical
reference）
标测导管一旦进入心脏，其相对病人身下固定磁场的位置即被确定。因此，当导管从某一位置向另一位置移动时，CARTO系统跟踪这种移动。然而，存在几种移动伪差。如果病人在术中手术台上移动（几乎所有病人或多或少都有移动），心脏的真正位置相对固定磁场就会发生移动，将显示出心内导管移动。这种移动伪差可应用解剖参考来克服。该参考电极导管与标测导管一样，顶端带线圈感受器，固定在心内或体表某一位置，当病人移动时，解剖参考上的感受器随着病人一起移动。因而CARTO系统总在计算标测导管与解剖参考电极的相对位置变化，基本消除这种移动伪差。解剖参考可选择在心内或体表。心内解剖参考可校正病人移动和呼吸时心脏相对位置移动的影响，另外可作为起搏和记录腔内电图之用。但一旦发生移位，需要重新标测。固定在体表的解剖参考不会移动，可校正病人移动，但仅能部分校正呼吸移动。一般应用体表解剖参考，电极固定在病人背后第7胸椎稍偏左侧处。
3．确定相关窗口（window
of interest）
相关窗口为取样的时间区间。在此间期内确定标测导联的局部激动时间。相关窗口的时间区间不应超过标测过程中某一特定心脏节律的周长，否则会产生一个相关窗口内标测导联出现两次激动的情况。相关窗口的边界应根据所标测心律相对参考电图的预期激动时间设定，一般相关窗口选择比心动过速周期低5～10ms。
4．建立标测心腔在窦性节律或心律失常时的电解剖图
选定参考电图、放置解剖参考电极及确立相关窗口后，标测导管在X线指导下进入所标心腔内。通常在透视下首先在心腔的边界取样3～6点。然后可在非透视下移动标测导管，当其与心内膜接触稳定时取样接受该点。取点可以有序，也可以任意；可人工，也可自动进行。标测导管的稳定性直接影响取点及成图的质量。其稳定性有三方面标准：①位置稳定性，为两次连续心跳间导管移动距离，以毫米计；②心动周期稳定性，为最后1次心动周期与平均心动周期的差值；③局部激动时间稳定性，为连续两次心跳的局部激动时间差值。根据取样心内膜诸点获得的位置和心内电图，实时重建心腔的三维解剖，每取样获得一个新点，该图被实时更新。其实时重建的图形为取心内膜各点所组成的多面体。心内膜邻近三点成三角形，为多面体的一个面。局部激动时间根据早晚分别以红、黄、绿及紫色代表叠加着色在三角形上。三角填充阈为可以着色的邻近点间最长距离。当邻近点间距离超过此预设阈值，点间连接为框架线，无颜色显示，直至取样增加插入点使邻近点间距离在预设阈值以下。一般设定值为25～30mm。填充阈值越小，须取点越多。三角填充阈值的设定和取点的数目取决于心律失常类型和所标位置。如心房扑动消融时须在三尖瓣环与下腔静脉间峡部高密度取点。
5．心律失常机制分析
即根据电解剖图分析心律失常产生的基质及发生机制。CARTO系统将心内电生理信息与空间解剖结构结合起来，有助于了解不同心律失常机制及起源的特殊心内结构。若为局灶性，如局部微折返或自律性增高机制，将表现为激动时间的全范围小于心动过速周长；同时可标测到心动过速的起源和传导径路。如果为大折返激动，则激动时间范围将等于心动过速周长，且最早和最晚激动点在空间位置上很接近；同时可发现折返激动的环路、缓慢传导区、关键峡部。明确心律失常机制后，综合电生理和解剖标测，制定消融的策略与部位。
6．导航消融
消融过程无需在X线下完成，导管可在系统导航下到达拟定的消融部位。消融放电可在窦性节律下完成，也可在心动过速时完成，最后诱发心动过速观察消融成功与否。
四、临 床 应 用
CARTO系统自问世以来，广泛用于多种心律失常的标测，特别是在许多疑难心律失常的标测与指导消融方面发挥出巨大的优势[3]。
1．典型心房扑动[4]
房扑是CARTO系统应用最早、也是最多的心律失常。应用CARTO可以大大地缩短房扑消融的手术时间，特别是X线照射时间。与标测其它心律失常不同的是，消融房扑只需在下腔静脉-三尖瓣环峡部标测8～10个点即可，加上对His束和冠状窦口定位，标测时间仅需数分钟。由于可以三维显示消融线径与His束及冠状静脉窦口的关系，应用CARTO可以明显降低房室传导阻滞的并发症，减少放电次数。此外，CARTO还可以以二维和三维的形式显示激动波传导的走向，使确定峡部的双向阻滞更加明确，从而可提高成功率，大大降低复发率。
2．局灶性房速[5]
CARTO系统使导管消融局灶性房速变得非常简单有效。利用CARTO系统的定位和位移排除定点功能，可以非常迅速地找到局灶性房速抛激动传出点。
3．先心手术后切口性房速或房扑（图53-1）[6]
先心术后切口处形成一传导阻滞带，其两端若不与生理性传导阻滞区如房室环或腔静脉口相连，则可形成房速或房扑的折返基础。应用CARTO系统可以三维形式清楚地显示心动过速与疤痕组织及其周边组织的关系，直观地显示关键峡部、缓慢传导区及其出口。在此基础上指导消融放电成功率高、复发率低。
4．心房颤动[7]
由于左房后壁在电学上的各相异性和组织排列上的多样性，此处是形成多重折返的基础。而肺静脉内的异常电活动是触发左房后壁多折返的启动子。目前针对心房颤动的消融策略是左房后壁的线性消融，在破坏房颤基质的基础上同时达到肺静脉电学隔离的终点。该方法具有成功率高、复发率低的优点，对阵发性房颤、持续性房颤及慢性房颤都具有较高的成功率，是目前临床上应用较多的方法。该方法必须借助于三维标测系统，而CARTO系统是采用较多的工具之一。
5．缺血性心脏病室性心动过速（图53-2）[8]
缺血性心脏病室性心动过速绝大多数与心肌梗死后疤痕组织有关。疤痕组织内存活心肌的延迟电活动及缓慢传导是构成心动过速的电学基础。应用CARTO系统标测，以三维形式显示了面已病室速的“8”字折返环和电兴奋在心室内的传导。在共同通道上放电可成功地终止室速。CAROT系统的电压标测较为可靠，可清楚显示疤痕区、病变区及健康区。在疤痕区内或其周边寻找碎裂电位并结合起搏标测，也可以发现心动过速在疤痕内的关键径路及其出口，以此指导消融也可成功根治心动过速。此过程在窦律下即可完成，特别适合于血流动力学不能耐受的冠心病室速。
