2020心脏疾病十大技术创新
相关的技术创新包括了器械治疗、基于新型细胞和基因的治疗策略等多个方面。
可植入体内实现连续监测心脏状态的柔性电子设备
本文将概述一些最为突出的心脏病学技术进步，并在《心脏病的新兴技术》的两章内容中更详细地介绍这些创新。这些创新技术标志着患者护理技术革命的关键中途点。以下是10种值得高度关注的新型心脏技术：
01
微型化心室辅助装置
心室辅助设备（VAD）的出现彻底改变了晚期心力衰竭患者的护理。其最初开发主要是为了帮助患者顺利过渡等待期，直至接受心脏移植手术，大量的研究已证明VAD可有效延长患者生命并在供体心脏缺乏的情况下极大改善患者的生活质量。旧的版本需要在患者体内植入笨重的泵，并且需要携带体积庞大的且沉重的外部电池和控制单元才能行走。然而，多项涉及设备尺寸、电池可靠性以及无线充电方面的革命性技术进步可能会在未来几年内使这些设备在物理上显著缩小，并降低患者发生感染的易感性。另外，设计设备的各类机械修改和新的操作模式将极大限制溶血、血栓形成以及继发性主动脉瓣关闭不全发生的几率，使得此类设备变得更加安全可靠。
微型化左室辅助装置
02
新颖的栓塞保护措施可预防卒中
心房颤动（AF或AFib）仍然是卒中发生的首要病因，而患者一旦卒中发作又往往与灾难性的健康后果和死亡密不可分。然而口服抗凝药和左心耳（LAA）封堵装置并不适合应用于所有患者，或者可能导致危及生命的并发症。近年来，基于设备预防卒中发作的技术不断推陈出新，有些聚焦于颈动脉植入物，而较新的设备则被设计用于在主动脉通路水平进行连续的栓塞过滤。上述技术革新目前大多在一些临床前研究中进行测试，不久的未来其中一些可能会转化为出血风险增加的患者预防卒中的可用的治疗手段。
套索左心耳封闭装置
（SentreHeart公司，加州Redwood）。
03
适配器官外形的微型柔性电子设备
适配器官外形的微型柔性电子设备基于其外形可变、可拉伸，可用于诊断和治疗组织功能障碍。相比各类体表监测设备而言，它们因紧贴被监测组织器官，具有极高的时空分辨率，可由各种不同的传感器和换能器组成。该电子设备能够通过契合心外膜或心内膜的形状，实现与组织的紧密接触，进而实现多参数的同步监测，以及对心脏组织功能的调节。对于上述技术的开发应用有望转变现有的心脏疾病诊断和治疗的模式，此外目前临床上的一些新的进入心外膜组织的微创术式也可能反过来会加速该技术在临床的应用。
紧贴心脏表面的柔性电子设备可进行高密度
实时的心脏监测
04
二尖瓣调节与修复
经导管二尖瓣修复（TMVR）技术正在迅速发展，有可能成为某些特定患者手术治疗的替代方案。可以根据预计修复的二尖瓣的不同部分对TMVR设备进行区分：二尖瓣瓣叶、瓣环、腱索还是重塑心室。迄今为止，新型TMVR技术的早期临床结果非常令人鼓舞，但其长期可持续性和有效性尚未确定。然而，鉴于导管技术的不断进步，未来微创必将成为二尖瓣关闭不全的主流治疗策略。
来自Cardiac Dimensions公司的Carillon Mitral Contour System基于经导管二尖瓣修复（TMVR）技术可植入以重塑瓣环结构。
05
心脏脱细胞和心脏工程组织
使用细胞和再生医学来治疗心脏病的组织工程技术，在心血管研究中极有前途。需要支架（即用作支撑物的生物材料）、细胞和适当的生长因子以能够重建新的心脏组织。由于生物材料是人体细胞功能完整性和附着所不可或缺的，因此产生理想的支架仍然是组织工程学最具挑战性的方面之一。由天然细胞外基质组成的脱细胞心脏可以提供复杂，结构独特且天然的支架，从而提供心脏功能发挥所需的物理及化学信号。
去细胞之前和之后的离体心脏。
06
小而便携的ECMO设备
血液动力学受损的患者可能无法通过主动脉内球囊泵（IABP）达到血流动力学的平衡。因此，已经开发出各种装置以提供更为先进的循环支持。尽管多数中心仅有上述这些设备的有限使用经验，但对于某些特定患者来说可能会挽救生命。此外，体外膜肺循环支持（ECMO）为患者提供了无需机械通气的血液氧和机会。这将防止由于麻醉和静脉回流减少引发的血压下降。针对这些紧急情况，正在开发旨在提供通气和循环双支持的小型便携式设备。
Maquet公司的 CardioHelp ECMO系统是小型轻量便携式体外膜肺（ECMO）的一个极佳示例。
07
工程化心脏瓣膜
全球范围内先天性或后天性心脏瓣膜缺陷的总体负担极高。尽管存在局限性，医生往往使用生物假体瓣膜或机械置换瓣膜予以应对，但对于处于身体持续发育的儿童患者存在诸多问题。潜在的解决方案是开发一种原位组织工程策略。通过使用人工合成且可生物吸收的支架实现心脏瓣膜的个性化替换。这对于儿童患者一方面不易感染且更为合适。
使用静电纺丝技术产生的可生物吸收的
合成人工瓣膜架构。
08
人工智能预测心律失常
心脏心律失常是全世界发病率和死亡率的首要原因。尽管可以使用植入式心脏复律除颤器（ICD）有效地治疗心律失常，但目前仍然无法准确确定未来哪些患者能从这些措施中受益。同样，在没有心内装置的患者中，心律失常发作后不久即进行外部除颤电击可能可以挽救生命。因此，人们在提高预测即将发生的恶性心律失常事件和随后寻求医疗援助的能力方面进行了诸多探索和努力。通常被称为人工智能（AI）的计算分析工具可能会很快增强我们预测威胁生命的心律失常发生的能力，从而提供更早的预防和更为积极的治疗干预措施。预计可穿戴式心脏监测设备的使用的增加以及提供对ECG和其他电生理数据进行高级分析的能力将进一步革新心脏病学中基于机器学习进行诊断的领域。
消费级Fitbit Sense提供AI以自动检测房颤。
09
磁导航和机器人系统
导管消融用于通过损坏或破坏病因组织来阻止室性心律失常的发生。由于靶向目标组织极为困难，需要先进的技术。电生理标测以及可用于有效消除心律不齐底物的技术和工具已取得了长足发展。将电生理学（EP）实验室中的这些工具与机器人导航系统相结合，可以在一些疑难病例中实现更精确的消融程序，同时减少医护人员的辐射暴露量。
来自于Stereotaxis Genesis公司的最新的机器人磁性导航系统，首批两台系统的临床安装于2020年完成。
10
多能干细胞和转分化的心肌细胞
植入人体的心脏设备可能伴随一系列潜在的临床并发症，包括反复需要更换电池，导线故障，感染以及在年轻患者中的适用性有限。最近，诱导性多能干细胞技术和转分化方法的重大突破可能会彻底改变缓慢性心律失常和心力衰竭的治疗方法。在临床前模型中已在体外和体内成功产生了心室和起搏器细胞。在将这些创新方法用于替代心脏电起搏器和治疗心力衰竭患者之前，需要基于细胞（和基因）移植物的放大技术，以确保移植物在患者体内存活并确保其长期应用安全。
通过在心肌细胞中过度表达TBX18可诱导其向起搏器样细胞有效转分化。
