基于高频交变电场与微型整流装置的无导线多部位心脏起搏新方法

为解决传统心脏起搏器导线相关并发症（如感染、断裂）及现有无导线起搏器体积大、单点刺激的局限，以色列Rambam医疗中心与Technion理工学院团队开发了一种新型超薄无导线起搏系统。该技术通过皮下施加250 kHz高频交变电场（HFAF），由植入心肌的微型整流装置（RD）将交变电流转化为单向刺激脉冲，在猪模型中成功实现右心室心内膜、左心室心外膜静脉等多部位起搏，阈值电流2-5 mA（1 ms）与传统起搏相当。这项研究为心脏再同步化治疗（CRT）提供了可植入多电极的创新方案，相关成果发表于《Scientific Reports》。

　　

心脏起搏技术虽已拯救无数生命，但传统导线依赖型设备面临15%的三年并发症率，包括导线断裂、感染和血管损伤。更令人困扰的是，当前无导线起搏器虽避免了导线问题，却因体积限制仅能单点刺激，难以满足心脏再同步化治疗（CRT）对多部位协同起搏的需求。这一矛盾促使以色列Rambam医疗保健园区与Technion理工学院团队联合CardoAid公司，从1962年Palti提出的无导线刺激理论中寻找突破，开发出基于高频交变电场（HFAF）和微型整流装置（RD）的创新起搏系统。

研究团队采用三项关键技术：1）通过皮下电极产生250 kHz高频交变电场（HFAF），利用其组织穿透性且不直接刺激细胞的特性；2）设计40×0.5 mm超薄RD装置，内置整流器将HFAF转化为单向刺激电流；3）在16头麻醉猪中分别测试开胸心外膜、经静脉右心室（RV）心内膜及冠状窦左心室（LV）静脉植入效果。

开放胸直接心外膜刺激
在3头开胸猪模型中，将RD阴极直接固定于LV心外膜，阳极连接胸壁肌肉。结果显示60-170 V电场可产生1.2-2.5 A电流，1-5 ms脉冲成功捕获心肌（图6-A），验证了基础刺激有效性。

闭合胸RV和LV心外膜静脉刺激
13头猪经颈静脉植入螺旋锚定RV装置（图4-A）或冠状窦静脉穹顶电极（图4-B）。X光引导下（图5），170 V/3 A/1 ms参数即可实现稳定起搏（表1）。特别值得注意的是，LV静脉途径阈值（2.5 mA）与RV相当，突破现有无导线设备无法经冠状静脉植入的限制。

阻抗与角度耐受性测试
测量显示组织-RD接触阻抗为280-330 Ω。通过调整皮下电极位置证实，电场与RD轴向夹角±30°内不影响阈值，符合余弦定律预期（图7）。

这项研究首次证明高频电场激活的微型RD可实现多部位心脏起搏，其0.5 mm直径远小于现有无导线设备（Nanostim 5.99 mm）。临床意义在于：1）为CRT提供可经冠状静脉植入的多电极方案；2）4 cm长RD降低感染风险，且可用现有套圈装置取出；3）潜在应用于左束支起搏等生理性传导系统刺激。不过，长期刺激阈值变化、双相脉冲需求等问题仍需慢性实验验证。正如作者强调，该技术巧妙结合Novocure肿瘤治疗已验证安全的HFAF与微型电子元件，为心脏电生理领域开辟了新路径。