《Journal of Interventional Cardiac Electrophysiology》:A surgical epicardial approach to mapping and ablation in large animal models
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大型动物手术是验证临床前心脏电生理研究的标准范式,也是支撑临床试验设计科学性的关键环节。尽管心脏电生理医师普遍接受导管介入技术的系统培训,但具备大型实验动物外科手术能力的医学中心仍十分有限。本研究提供一套针对大型动物绵羊模型的、逐步操作的外科心外膜入路标准化流
大型动物手术是验证临床前心脏电生理研究的标准范式,也是支撑临床试验设计科学性的关键环节。尽管心脏电生理医师普遍接受导管介入技术的系统培训,但具备大型实验动物外科手术能力的医学中心仍十分有限。本研究提供一套针对大型动物绵羊模型的、逐步操作的外科心外膜入路标准化流程,涵盖起搏与感知操作,旨在为多样化的起搏与消融策略实施创造技术条件。
大型动物外科心外膜入路技术研究及转化应用解读
研究背景与意义
在临床心脏电生理器械与疗法从实验室走向临床应用的过程中,大型动物实验是不可或缺的临床前验证环节。传统上,电生理医师虽熟练掌握经血管内的导管操作技术,甚至部分掌握经剑突下或心尖的心外膜穿刺途径,但针对需要开胸直视下的外科心外膜入路,普遍缺乏系统的外科训练与实操经验。然而,许多新型导管研发、心肌修复材料植入及精准心外膜标测研究,必须依赖开胸直视下的心外膜暴露才能实现。现有文献中缺乏针对这一特定需求的、标准化的外科操作流程指导。因此,研究人员以绵羊为模型,详细阐述了外科心外膜入路的建立方法及其在心脏电生理研究中的应用价值,相关工作发表于《Journal of Interventional Cardiac Electrophysiology》。
关键技术方法
本研究选用体重65–80 kg的成年萨福克杂交绵羊作为实验对象,因其心脏解剖结构与人类近似。研究采用胸骨正中切开术(median sternotomy)建立胸腔通路,随后进行心包切除与悬吊以暴露心脏表面。在心外膜电生理(Epicardial Electrophysiology, EP)研究中,研究人员使用了多种商用标测与刺激系统,包括St. Jude WorkMate ClarisTM记录系统、EP-4TM心脏刺激仪、BLAZERTMDX-20多极导管及INTELANAV MIFITM射频消融导管。此外,研究还应用了三维电解剖标测系统(如CARTOTM3、EnSite Precision或Rhythmia HDx)进行心外膜解剖与电学特性的空间重构。
研究结果
1. Introduction
研究人员指出,外科心外膜入路不仅能提供直视下的手术视野,还能支持复杂的导管构型设计与新型疗法测试,如碳纳米管纤维(Carbon Nanotube Fibers, CNTf)用于恢复心肌传导的实验,填补了单纯导管技术无法覆盖的研究空白。
2. Methods
研究人员详细列出了手术所需的器械清单,并分步描述了从动物备皮、麻醉诱导、气管插管到胸骨切开的具体操作细节。特别强调了在分离胸骨时注意避免损伤胸廓内血管,以及在切开胸骨后使用Finochietto牵开器充分暴露术野。在心包处理部分,阐述了如何切除心包前脂肪垫并悬吊心包缘以形成“吊床”,从而稳定心脏并暴露目标区域。
3. Limitations and surgical considerations
研究人员分析了该技术的局限性。首先,绵羊胸骨结构非线性且皮下脂肪层血管丰富,术中需精细止血。其次,由于绵羊术后习惯胸骨卧位,开胸术后的恢复期管理比猪模型更为困难,因此不推荐在存活研究中反复开胸。此外,开胸状态下的三维电解剖标测可能因体表参考电极位置改变而出现图像偏移,需在数据解读时予以校正。
4. Impact on translational research
该研究强调,外科心外膜入路在转化医学中具有核心价值。它允许研究人员直接在心脏表面递送干细胞、固定水凝胶或生物可吸收补片,并实时监测治疗效果。这对于心肌梗死后的组织工程修复、局部药物缓释系统开发以及纳米材料在心脏电生理调控中的应用至关重要。
5. Conclusions
研究人员总结认为,外科心外膜入路提供了对实验靶点的直接可视化控制,简化了导管操作,并能直接接触心外膜冠状动脉。相比心内膜途径,该方法能有效避免电荷消散(charge dispersion)问题,确保了新型导电材料(如碳纳米管纤维)在体内验证的准确性。这一技术体系将为未来的临床前外科电生理研究及新型心外膜导管技术开发提供可靠的方法学基础。