心房颤动是最常见的心律失常，60岁以上的人有1%呈现房颤，会导致心跳加速或紊乱、疲惫、呼吸短暂和胸痛等多种症状，并添加卒中危险。导管融化术是医治有症状、药物难治性房颤患者的有用办法。传统的热融化术可能会随同食管损害、膈神经损害和肺静脉狭隘等不良事情。与之比较，脉冲场融化运用电脉冲引起非热能的不可逆电穿孔并诱导靶细胞逝世，不会改动安排的全体结构或影响其他细胞类型。近十年来，脉冲场融化可经过杀死肿瘤细胞来医治癌症，但这项技能最近才应用于心血管范畴。
但是，现在脉冲场融化研讨中电极的特点是尺度大，融化精度缺少，在心肌传导阻滞期间往往导致“过度杀伤”。鉴于心脏解剖结构的天然改变，现在的电极无法在不损害非方针区域的情况下构成完美的病变，特别关于小梁安排等心腔杂乱结构。一起，大电极有必要施加振幅高达数千伏的电脉冲，这可能会引发不知道的并发症。
该研讨根据MEMS技能设计加工一种导管集成的微电极和传感器，运用大动物模型的微创手术完成高精度和低电压脉冲场融化。不同于传统的电极装备，该研讨选用了同心圆-环电极结构，在电压300 V（与现在技能比较削减一个数量级）下经过逐点融化办法发生的单个病变宽度为3.8 mm（约为典型融化电极的1/10）。这种导管集成设备有助于进步脉冲场融化的功率和安全性，特别是关于杂乱的心脏结构，然后促进其临床转化。
剖析融化区的温度和电场散布，对猜测和优化临床融化手术的成果至关重要。该器材的电极部分可用于施加电脉冲或射频信号，而温度传感器可检测融化区的温度。经过有限元仿真和试验比照，确认了脉冲场融化进程中的细胞逝世是由高电场引起的，而不是像射频融化相同由温度上升引起。在临床上，确认电场阈值关于猜测融化成果的深度和巨细至关重要。但是，现在的研讨缺少定量评价融化参数与作用之间联系的办法。该研讨提出了一种经过融化试验和有限元仿真确认脉冲场融化电场阈值的办法，能够预先量化融化成果，为电生理学家和临床术者供给经历数据。
电极和导管的集成使得心脏安排的融化进程具有更好的操作灵活性。该研讨首要挑选了大鼠进行低电压融化演示，并对大鼠心脏切片进行免疫荧光染色，以证明脉冲场融化在细胞水平的影响。运用大鼠心脏模型结合安排学查看能够很容易地评价融化作用。但是，啮齿类动物和人类之间有固有的差异，如安排学、解剖学和结构，需要用精确挨近人类生理的大型动物模型（如比格犬）来进行研讨。该研讨运用先进的医疗标测设备，将集成在导管上的设备植入比格犬体内成功进行心内膜融化。在融化试验前，选用心内超声心动图导管来构建心脏的三维模型。之后高密度标测导管测量了安排外表的电位。在一系列电脉冲作用后，发生了由数个接连融化点组成的融化区，电压标测图显现该导管集成设备能够经过逐点脉冲场融化形成接连有用病变。
该研讨面向临床重要疾病需求，经过微纳加工技能完成微传感器和执行器，为战胜传统医疗设备缺少供给新的解决方案。在未来，将此类设备应用于患者疾病诊治前，有必要进行更多的临床前评价，以确认长时间随访的功能（如一年）和脉冲场融化的最佳医治参数。
上海交通大学电院微纳电子学系博士生徐梦飞和上海交通大学隶属胸科医院宋子良医生为一起榜首作者，上海交通大学电院刘景全教授和上海交通大学隶属胸科医院秦牧副主任医师为一起通讯作者，该作业得到了国家重点研制方案和国家天然科学基金等项目赞助。
