8/8脈沖電場(chǎng)消融(PFA)技術(shù)與專(zhuān)利解析技術(shù)導(dǎo)讀

脈沖電場(chǎng)消融(PFA)也被稱(chēng)為不可逆電穿孔，是指在短時(shí)間內(nèi)將高電壓電脈沖作用于細(xì)胞膜的磷脂雙分子層，導(dǎo)致跨膜電位形成，產(chǎn)生不穩(wěn)定的電勢(shì)。細(xì)胞膜由此形成不可逆的穿透性損傷，產(chǎn)生納米級(jí)孔隙，進(jìn)而引起細(xì)胞膜滲透率變化，破壞細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，達(dá)到非熱消融的目的。

通過(guò)脈沖電場(chǎng)消融，“殺死”肺靜脈的前庭心房肌，使肺靜脈中的電位無(wú)法傳出，最終達(dá)到消除房顫。房顫的醫(yī)學(xué)名字叫心房顫動(dòng)，它是最常見(jiàn)的一個(gè)心律失常，一般都是因?yàn)樾呐K里邊的電傳導(dǎo)系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂而造成的。

與傳統(tǒng)射頻消融方式相比較，脈沖電場(chǎng)消融不需要依賴(lài)導(dǎo)管貼靠力便能造成廣泛的心肌損傷。這一點(diǎn)也有利于避免對(duì)鄰近的食管、冠狀動(dòng)脈和膈神經(jīng)等造成損傷。脈沖電場(chǎng)消融速度極快，常以毫秒為單位甚至更小，大大縮短了手術(shù)時(shí)間。

脈沖場(chǎng)消融的作用機(jī)制是不可逆電穿孔(IRE)。與通過(guò)局部組織溫度導(dǎo)致細(xì)胞死亡的熱消融不同，脈沖場(chǎng)消融在組織細(xì)胞的特定電閾值之上施加超快速電脈沖，使細(xì)胞膜不穩(wěn)定并形成納米級(jí)孔，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物排出，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

不可逆電穿孔原理圖

市場(chǎng)概覽

根據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)房顫病人已超過(guò)1000萬(wàn)人，在心臟電生理市場(chǎng)，衛(wèi)健委心律失常介入質(zhì)控中心的數(shù)據(jù)顯示：中國(guó)心律失?；颊呤褂孟谥委煹氖中g(shù)量從2014年的10.1萬(wàn)例增長(zhǎng)到2018年的15.2萬(wàn)例，復(fù)合年增長(zhǎng)率為10.7%。預(yù)計(jì)到2023年，手術(shù)量將達(dá)到33.6萬(wàn)例，復(fù)合年增長(zhǎng)率為17.3%。隨著手術(shù)量的增長(zhǎng)，我國(guó)心臟電生理行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模也已從2014年的11.3億元增長(zhǎng)至2018年的33.3億元，復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到30.9%，并預(yù)計(jì)到2023年，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到123.2億元。

脈沖消融呈高成長(zhǎng)性，被認(rèn)為是下一代顛覆性消融技術(shù)，脈沖消融的問(wèn)世給消融賽道帶來(lái)了更大的想象空間，新賽道已初步形成。

縱觀整個(gè)市場(chǎng)，波科、強(qiáng)生、美敦力等跨國(guó)械企均已開(kāi)始布局相關(guān)產(chǎn)品管線(xiàn)，我國(guó)脈沖電場(chǎng)消融行業(yè)雖然處于市場(chǎng)早期，但已有多個(gè)企業(yè)爭(zhēng)相布局。例如，德諾電生理、玄宇醫(yī)療、惠泰醫(yī)療、艾科脈、洲瓴、錦江電子、捍宇醫(yī)療等企業(yè)均在近幾年才出現(xiàn)的PFA技術(shù)上有所押注。其中，德諾電生理、錦江電子相關(guān)產(chǎn)品還于今年上半年進(jìn)入了創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審查程序，有望緊隨波科、美敦力等巨頭之后上市，大有彎道超車(chē)之勢(shì)。

整體而言，脈沖電場(chǎng)消融最知名的器械應(yīng)當(dāng)還屬FARAPULSE，本文即以Farapulse為例，對(duì)脈沖電場(chǎng)消融器械展開(kāi)分析。

認(rèn)識(shí)Farapulse

Farapulse是一家位于美國(guó)的創(chuàng)新醫(yī)療器械公司，其開(kāi)發(fā)的脈沖場(chǎng)消融（FARAPULSEPFA）用于治療心房顫動(dòng)（AF）和其他心律失常。Farapulse的脈沖消融是一種新的治療房顫的全新技術(shù)。2014年，波科入股Farapulse，占其約27%股權(quán)，2021年6月，波科以2.95億美元收購(gòu)了剩余股份，波科此次并購(gòu)就是為了PFA這個(gè)產(chǎn)品，意在強(qiáng)化心臟電生理產(chǎn)品線(xiàn)。

2021年，F(xiàn)arapulse的FARAPULSEPFASystem獲得CE，成為全球第一個(gè)獲得脈沖消融廠家。

2021年12月，F(xiàn)ARAPULSE脈沖電場(chǎng)消融（PFA）系統(tǒng)通過(guò)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局醫(yī)療器械技術(shù)審評(píng)中心審批，獲準(zhǔn)進(jìn)入創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審查程序，此前FARAPULSE脈沖電場(chǎng)消融（PFA）系統(tǒng)還獲得美國(guó)FDA授予的突破性醫(yī)療器械認(rèn)定。

專(zhuān)利分析

本文筆者以Farapulse為主要對(duì)象展開(kāi)分析，如若獲取整個(gè)脈沖電場(chǎng)消融賽道相關(guān)專(zhuān)利信息，可與筆者取得聯(lián)系，共同交流學(xué)習(xí)。

技術(shù)方案

FarapulsePFA可在數(shù)秒內(nèi)產(chǎn)生持久的目標(biāo)區(qū)域心臟組織損傷，同時(shí)保留非目標(biāo)組織。Farapulse正在開(kāi)發(fā)和商品化用于PFA的電場(chǎng)發(fā)生器(Farastar)，肺靜脈消融導(dǎo)管(Farawave)，局灶消融導(dǎo)管(Faraflex)，點(diǎn)狀消融導(dǎo)管(Farapoint)和專(zhuān)用的可偏轉(zhuǎn)輸送鞘(Faradrive)。Farawave，F(xiàn)arastar、Faradrive等重要部件形成了FarapulsePFA系統(tǒng)。

下圖展示了FarapulsePFA系統(tǒng)：

FARAPULSEPFA系統(tǒng)提供的非熱能能量源具有高組織選擇性，能夠保障消融的持久性，同時(shí)能夠避免損傷消融目標(biāo)區(qū)域的鄰近組織，降低并發(fā)癥的發(fā)生率。另外，F(xiàn)APAPULSEPFA系統(tǒng)獨(dú)特的導(dǎo)管能夠適應(yīng)不同的肺靜脈形態(tài)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定貼靠，提升臨床操作靈活性。導(dǎo)管到位后，該系統(tǒng)的能量可在數(shù)秒內(nèi)釋放，極大地縮短手術(shù)時(shí)間。

重點(diǎn)專(zhuān)利

筆者從FarapulsePFA涉及的相關(guān)專(zhuān)利中擇機(jī)選擇了相對(duì)重要的專(zhuān)利進(jìn)行了解析，相關(guān)結(jié)果如下：如若獲取Farapulse相關(guān)專(zhuān)利的詳盡解讀，可與筆者取得聯(lián)系，共同交流學(xué)習(xí)。

公開(kāi)/公告號(hào)US11020179B2申請(qǐng)日2020-05-28發(fā)明名稱(chēng)Systems,devices,andmethodsforfocalablation解決的技術(shù)問(wèn)題Insomeembodiments,atleastonedistalelectrodefromthesetofdistalelectrodesmaybeconfiguredtobeactivatedwithafirstpolarityandatleastoneproximalelectrodefromthesetofproximalelectrodesmaybeconfiguredtobeactivatedwithasecondpolaritybeingoppositefromthefirstpolarity,tocollectivelygeneratetheelectricfield.Insomeembodiments,eachsplinefromthesetofsplinesincludesapluralityofproximalelectrodesandatleastoneflexibleportiondisposedbetweenadjacentproximalelectrodesfromthepluralityofproximalelectrodesforincreasingsplineflexibility.技術(shù)方案Systems,devices,andmethodsforelectroporationablationtherapyaredisclosed,withthedeviceincludingasetofsplinescoupledtoacatheterformedicalablationtherapy.Eachsplineofthesetofsplinesmayincludeasetofelectrodesformedonthatspline.Thesetofsplinesmaybeconfiguredfortranslationtotransitionbetweenafirstconfigurationandasecondconfiguration.Thedevicesdescribedhereinmaybeusedtoformalesionviafocalablation.相關(guān)附圖

公開(kāi)/公告號(hào)US10172673B2申請(qǐng)日2017-09-21發(fā)明名稱(chēng)Systemsdevices,andmethodsfordeliveryofpulsedelectricfieldablativeenergytoendocardialtissue解決的技術(shù)問(wèn)題Insomeembodiments,anablationdevicedeployedinthesecondconfigurationmayapposetissue(e.g.,anatrialsurface)suchthatoneormoreelectrodesformedoneachsurfaceofatleasttwosplinesmaybesuitablypolarizedtogenerateanelectricfieldinatrialtissue.Theelectricfieldmayhaveafielddirectionthatisgenerallyalignedinacircumferentialdirectionoftheatrialtissue.Thiscircumferentialalignmentoftheelectricfieldwithtissuemayenhancethesafety,efficiencyandeffectivenessofirreversibleelectroporationtotissueandyieldmoreeffectiveablativelesionswithareductionintotalenergydelivered.技術(shù)方案Systems,devices,andmethodsforelectroporationablationtherapyaredisclosed,withthesystemincludingapulsewaveformsignalgeneratorformedicalablationtherapy,andanendocardialablationdeviceincludesatleastoneelectrodeforablationpulsedeliverytotissue.Thesignalgeneratormaydelivervoltagepulsestotheablationdeviceintheformofapulsewaveform.Thesystemmayincludeacardiacstimulatorforgenerationofpacingsignalsandforsequenceddeliveryofpulsewaveformsinsynchronywiththepacings