脉冲消融是电生理治疗的新技术，脉冲电场通过一系列微秒瞬时发放的持续性高振幅电脉冲，在心肌细胞膜上形成不可逆电穿孔，达到非热消融的效果。相比射频消融和冷冻消融会对消融区域组织的破坏缺乏选择性，脉冲消融更安全。国内电生理器械市场一直以来由强生、雅培等占据领先地位，强生、雅培和美敦力合计市场份额超过85%，国产化率较低。随着人口老龄化程度的加快，我国房颤患者人数预计将持续增加，2021年达到1184.6万人，复合年增长率2.1%。我国适宜接受心脏电生理手术治疗的患者基数庞大。在肿瘤消融领域，2016-2021年，我国肿瘤消融市场年复合增长率达15.0%左右。随着房颤、肿瘤患者增长，导管消融市场规模将持续扩大，脉冲电场消融作为新型消融技术，未来市场可开发空间广阔。
投资要点
临床需求：患者基数大，治疗渗透率不足
技术壁垒：进口品牌垄断，亟需国内创新
市场规模：潜力待挖掘，未来成长空间广
01、脉冲电场消融技术介绍
1.1.脉冲电场消融概述
1.1.1.心脏脉冲电场消融的定义
PEF消融由脉冲发生器、电极导管等组成。电极导管形状多样，有环状电极导管、花瓣样多极电极导管、圆形球囊电极导管等，均已应用于心脏组织消融中的研究。PEF消融时，脉冲数越多，电压越高，脉冲长度越长，组织破坏越严重。
图1：脉冲电场消融示意图
1.1.2.脉冲电场消融的作用原理
由电脉冲发生器产生的电脉冲通过电极导管在生物组织释放，经过电极间的电压梯度形成电场，作用于细胞膜，引起跨膜电位的改变，继而导致细胞膜脂质双层纳米孔道的形成，从而增加细胞膜的通透性或胞内容物的漏出，引起电穿孔。由于作用于细胞膜的电场强度不同，电场可能对细胞膜通透性无影响、形成可逆性的或不可逆性的孔道。
如果跨膜电场超过细胞膜电穿孔的阈值，导致细胞膜孔道不能恢复，则称为不可逆性电穿孔（irreversibleelectroporation），表现为细胞膜蛋白质的失活、细胞凋亡和坏死。PFA应用非热能高电压脉冲作用于细胞，通过细胞膜通透性增加，产生不可逆电穿孔的机制，从而进行消融治疗（图2）。
图2：脉冲消融原理图
在所有组织细胞中，心肌细胞引起不可逆性电穿孔所需的阈值（<400V/cm）最低，但是邻近的组织细胞脉冲电穿孔的阈值较高，包括神经、血管内皮、平滑肌（血管和食管）和血细胞（均>1600V/cm），这种现象使得PFA能选择性消融心肌组织，而对临近的结构无明显损伤。由于脉冲电场对心肌损伤的阈值比膈神经和食管低，PFA尤其适合于心肌消融，能避免射频或冷冻消融时可能出现的附带损害，成为理想的消融方式（图3）。
图3：脉冲电场消融机制
脉冲电场消融是一项具有组织选择性的非产热的人体组织高压电场消融技术，其损伤机制为消融过程中亚秒级电场在细胞膜上产生纳米级微孔，这一过程被称为电穿孔。其理论机制为细胞膜水微孔的形成，脉冲电场在细胞膜磷脂双分子层间形成跨膜电压差，使细胞膜电穿孔形成纳米级的水微孔，从而破坏细胞膜完整性和电稳定性，进而使细胞内容物的渗漏导致细胞死亡，脉冲场消融造成的组织坏死是均匀性的，同时保留细胞外基质结构、神经和微血管结构。
电穿孔分为可逆电穿孔和不可逆电穿孔。可逆电穿孔是在一定电场强度下，细胞膜出现的水微孔是暂时性的，而电场消失后，细胞重新恢复自然状态。不可逆电穿孔则是指更强的电场引起细胞膜永久通透，并致使细胞死亡。
脉冲电场涉及的主要电学性质：脉冲、脉宽、波形、重复频率
脉冲（pulsespersecond）：通常是指电子技术中经常运用的一种像脉搏似的短暂起伏的电冲击（电压或电流）。
波形：脉冲电冲击的连续信号轨迹，具体包括尖波、方波等。
重复频率：设备每秒钟发射的脉冲数目。
1.1.3.PFA后组织的病理变化
具体来说，PFA后4周时导致完全替代性纤维化，没有任何血栓栓塞或心外损伤的证据。在已消融的猪心脏组织病理学检查中，未检测到任何存活的肌纤维，也未检测到未再吸收的坏死肌纤维隔离物。无论是小梁结构或心内膜表面结构，所有病变都转化为一致的慢性替代性纤维。这项研究同时也证明了消融是非热性质的，电极上只记录到很小的温度上升，也没有观察到心外损伤、狭窄、动脉瘤、心内膜破裂或血栓。
另有研究比较了PFA与热消融所引起的病理变化，与热消融不同，PFA后组织无凝固性坏死，但有肌纤维断裂和轻微的炎症。PFA治疗后肺静脉包围着正常的结缔组织，而热消融后肺静脉周围则为结缔组织瘢痕、内膜增生、心肌坏死和弹性膜增生。PFA引起的纤维化重构更为均匀，组织中基本无孤立存活的心肌细胞。PFA不导致心外膜脂肪炎症，其内的动脉也无损伤，而热消融常引起动脉内膜增生和血栓形成。损伤灶内未发现由于对流冷却作用而在动脉周围有心肌存活的迹象，两种能量方式均未显示有心内膜血栓形成。因此，长期来看，由PFA引起的损伤灶表现为均质纤维化，无心内膜破裂，很少残留局部存活的心肌细胞，而且引起最小的动脉重构，减小了血管的损伤。
1.1.4.脉冲电场消融技术的特点
脉冲电场消融技术的优点主要体现在以下几个方面:
2.适用范围广。脉冲电场消融技术不仅适用于肝癌、肾癌等实体肿瘤的治疗，还可以用于治疗心律失常、癫痫等疾病。此外，脉冲电场消融技术还可以用于食品加工、废弃物处理等领域。
总体而言，脉冲电场消融技术是一种安全、快速、精准的消融治疗方式。随着技术的进一步发展和完善，它将在更广泛的领域发挥重要作用，为患者带来更好的治疗效果和生活质量。
1.1.5.脉冲电场消融技术的设计思路
1.1.5.1.传统
传统的思路类似与射频的方式，即通过“导管+电极”的方式。
像美敦力的PulseSelectPFA，波科的FarapulsePFA，强生的VaripPulse等，都是源于这个思路。
图4：传统脉冲消融
1.1.5.2.双消融
双消融的思路是，将另外的热消融（RF）和冷冻消融（Cyro）与脉冲消融叠加在一起。这样聚合了各自的消融优势，开启了一种新的尝试。
像Adagio的脉冲+冷冻消融，Afferasystem晶格消融兼具脉冲+射频消融。
图5：双消融
1.1.5.3.3D+消融
电生理消融的一大痛点就是3D，如果能将成像系统和消融系统结合一起，势必会是一个大突破。
图6：3D+消融
能量或者多功能的叠加，并非建立意义的物理性能1+1，之间的互相干扰，控制的复杂，都会是挑战。但这种设计思路展现出来的可能性，对医疗器械产业来说极具价值。关于脉冲消融的设计，还有其它类型，后续应该也还会继续有新设计出现。
1.2.脉冲消融产品组成
完整的房颤脉冲电场消融主要由三部分组成，分别是高压平台+消融导管+标测平台。
1.2.1.高压陡脉冲平台（能量装置）
1.2.2.消融导管
目前的消融导管有螺旋状、花篮状、环状、球囊状等形态。具体如图所示。
图8：消融导管
1.2.3.标测平台
三维标测系统是最先进的标测平台，有封闭和开放式两种。
图9：三维标测平台
1.3.核心消融技术对比
1.3.1.射频消融
1.3.2.冷冻消融
1.3.3.脉冲消融
脉冲消融理论基础源于电穿孔,在外加电场的作用下,利用脉冲发生器发放微秒、纳秒级电脉冲使细胞膜产生不定的电位刺激导致跨膜电位的形成，局部克服磷脂双层的介电强度，在脂质双层中形成亲水性纳米级孔隙，使细胞膜通透性发生改变，超过阈值能量水平导致细胞膜永久通透,破坏细胞内环境稳态,导致细胞凋亡(不可逆电穿孔IRE)。适用于阵发性房颤的环肺静脉隔离。其特点是对食管、隔神经等周围组织造成损伤小，保持组织基质的完整性，并且不依赖贴靠就可实现消融。
表1：主要消融技术原理对比
1.4.脉冲电场消融发展历史
PFA应用于心血管领域的技术发展分为三个阶段。
第一阶段(2007—2018年)为基础研究阶段。2007年Lavee等利用电穿孔猪心房心外膜消融，结果显示，PFA作为新能源可迅速、精确地透壁消融，而无局部加热效应。2011年Wittkampf等首次证明了电穿孔技术隔离肺静脉的临床前可行性，为PFA作为房颤消融方式提供了初步证据。
1.5.脉冲电场消融适应症
1.5.1.心脏电生理领域
心律失常是指心律起源部位、心搏频率与节律以及冲动传导等任一项异常，表现为心跳不规则（过快或过慢），典型症状为心悸、乏力等。心律失常可见于各种器质性心脏病，其中以冠状动脉粥样硬化性心脏病、心肌病、心肌炎和风湿性心脏病为多见，尤其在发生心力衰竭或急性心肌梗塞时。此外，在基本健康者或植物神经功能失调患者中的也会发生心律失常。心律失常在临床中通常以心率快慢进行分类，可分为快速性心律失常和缓慢性心律失常，其中快速性心律失常包括广义的室上性心律失常及室性心律失常。
表2：快速性心律失常分类
房颤是最常见的快速性心律失常，多见于老年人。
房颤时心房处于快速紊乱的颤动状态，心房频率达300-600次/分钟，心室率达100-200次/分钟，心跳快速而不规律。发生房扑或房颤时，患者可以出现心悸、胸闷、气短、头晕、乏力等不适症状；严重者，可出现心绞痛、急性左心衰或休克，同时血液容易在心房内瘀滞而形成血栓，一旦心房内血栓脱落，顺着血流“卡”在身体的某个部位，会引起血管堵塞，造成肢体动脉、肠系膜动脉，甚至脑动脉栓塞，轻者致残，重者导致死亡。
表3：房颤分类及定义
1.5.2.肿瘤治疗领域
在肿瘤治疗领域，消融技术是一种有效的治疗手段。
消融技术是一种在现代影像技术（如超声、CT、MRI等）的引导下，应用化学或物理方法作用于单个或多个局灶性实体肿瘤，直接根除或毁坏肿瘤组织，达到“切除”肿瘤效果的精准、微创介入治疗手段。
相较于手术、放疗、化疗等方法，肿瘤消融技术具有更高效、更安全、适应症更广、创伤较小、并发症较少以及可重复治疗等优势，能够有效延长患者生存期、提高生命质量，同时有助于降低患者的经济负担。
02、脉冲消融行业市场分析
2.1.心脏电生理领域的市场规模
根据Forst&Sullivan数据，国内心律失常患者人数超过7,000万人。室上速、房颤是临床常见的快速性心律失常病症，其中室上速人群患病率约为0.23%，2020年国内室上速患者人数为327.3万人，预计到2024年患者人数将增长至348.3万人，CAGR为1.6%。
房颤人群患病率为0.77%，2021年中国房颤患者人群为1,184.6万人，预计到2024年患者人群将增长至1,260.2万人，CAGR为2.1%。
图10：中国各年龄段房颤发病率
图11：中国房颤患者人数（万人）
我国人口基数庞大，房颤患者数量众多，我国房颤患者从2015年的1058.5万人增长到2021年的1184.6万人，随着人口老龄化程度的加快，我国房颤患者人数预计将持续增加，预计到2024年将达到1260.2万人，2021至2024年复合年增长率2.1%。我国适宜接受心脏电生理手术治疗的患者基数庞大。导管消融术（电生理手术）是房颤一线治疗手段，2021年，我国房颤电生理手术量约10万例，同2011年相比增长超10倍。在肿瘤消融领域，2016-2021年，我国肿瘤消融市场年复合增长率达15.0%左右。随着房颤、肿瘤患者增长，导管消融市场规模将持续扩大，脉冲电场消融作为新型消融技术，未来市场可开发空间广阔。
图12：2021年中国房颤手术量与房颤患者人数差距（万例、万人）
相较于美国，中国心脏电生理手术治疗仍然具有巨大的提升空间。中国目前心脏电生理手术治疗量约为128.5台/百万人，而美国则达到了1,302.3台/百万人。我国快速性心律失常领域仍存在巨大的未满足的市场需求，以2020年房颤患者与房颤消融手术为例，2020年我国房颤患者达1,159.6万人，但对应房颤手术仅为8.2万台，渗透率较低。随着心律失常患者检出率的提高和术式的逐步成熟，心脏电生理手术的渗透率有望进一步增加。
图13：中国电生理介入器械市场规模（亿元）
电生理介入器械的市场规模由2015年15亿元增长至2021年的81亿元。受人口老龄化加剧、心律失常患者人数增加以及消融手术普及和消融手术耗材产品升级等因素驱动，预计到2024年，市场规模将快速增长，达到211亿元，2021至2024年复合年增长率达到37.6%。
2.2.肿瘤领域的市场规模
Frost&Sullivan数据显示，我国癌症新发病例数已由2016年的410万增至2020年的460万，预计到2030年将达到580万。根据国家癌症中心发布的数据，按发病人数顺位排序，肺癌位居我国恶性肿瘤发病首位，其后依次是胃癌、结直肠癌、肝癌、乳腺癌、食管癌、甲状腺癌、子宫颈癌、脑癌、胰腺癌。上述十类恶性肿瘤发病人数约占全部恶性肿瘤的76.7%。
图14：世标发病率（1/10万）
根据弗若斯特沙利文的分析报告数据，于2016年至2021年，中国肿瘤消融行业的市场规模（按医院收费价格计算）由人民币18.8亿元增至人民币39.2亿元。预期到2026年将达到人民币155.8亿元，2022年至2026年的复合增长率为34.7%。近年来，国内械企业纷纷布局肿瘤消融赛道，加大该领域投资。据医械数据云统计，2017-2022年9月，肿瘤消融融资次数64起，融资金额达27.25亿元，其细分领域射频消融设备2022年融资8次，同比上涨300%。
另一方面，现阶段的肿瘤消融方式如射频消融、微波消融等，对于消融部位会有损伤，且难以消融肝癌、甲状腺癌、胰腺癌等靠近重要脏器或血管、神经的肿瘤。因此，脉冲电场技术有望凭借其微小损伤及可消融“肿瘤传统消融禁区”等优势，成为未来肿瘤消融的主流方式。
公司肿瘤消融医疗市场的增长推动力主要是：癌症患者数量的增长促进市场需求的增长。根据中医林学会2018年公布的数据，中国癌症发病率为210/10万，占全球的22%，癌症患者数量的增长将会促进肿瘤消融设备及耗材市场需求的增长。
肿瘤消融技术具有微创、有效、安全等优点，近年来已成为中国发展最为迅速的肿瘤治疗手段之一。未来肿瘤的手术治疗将进入微创时代，微波消融技术以其热效率高、消融形态规则、疗效确切等优势将成为肿瘤消融治疗的重要技术之一。
2.3.竞争格局
2020年1月，美敦力脉冲场消融PulseSelect系统获批FDA；
2020年10月，强生旗下的BiosenseWebster在欧洲进行的PFA技术的临床研究招募了第一批患者。预计2022年下半年完成临床研究结果搜集及报告；
2021年4月，锦江电子的PFA系统型检结束，现处于注册临床阶段；
2020年12月，德诺电生理自主研发的CardioPulse脉冲消融系统完成亚洲首例脉冲消融治疗阵发性房颤手术，目前处于临床试验阶段；
2021年底，惠泰医疗也将PFA技术视为电生理手术的未来，其产品进入临床试验阶段；
2021年6月，波士顿科学正式宣布以2.95亿美元收购一家位于加州法尔萨市私人控股医疗器械公司Farapulse剩余所有股份，之前波科已经占有Farapulse27%股权。Farapulse旗下的PFA已于年初获得CE批准上市，是全球第一款上市的PFA。同样国内企业也在悄然发力。德诺电生理2020年12月自主研发的CardioPulse脉冲消融系统完成亚洲首例脉冲消融治疗阵发性房颤手术，目前处于临床试验阶段。锦江电子的PFA系统于2021年4月型检结束，现处于注册临床阶段。惠泰医疗也将PFA技术视为电生理手术的未来，预计其产品将在2021年底进入临床试验阶段。玄宇医疗的PFA系统研究进度领先，独特的导管设计功能完善，已递交型检。
表3：融资情况
从应用端看，脉冲电场消融技术将从二维技术向三维技术发展，利用三维电生理标测系统更便捷地完成消融治疗。例如，德诺电生理与美国公司APNHealth达成合作，将APNHealth的三维电生理标测系统引进中国，配合脉冲消融产品为房颤和其他复杂性心律失常患者提供更好的治疗。再如，锦江电子研发的脉冲电场消融系统是一款基于磁定位导航并集三维建模、标测、消融于一体的心脏脉冲电场消融系统；睿笛生物的脉冲消融系统结合术前规划导航和机器臂技术，对病灶的电反馈进行实时原位监测，实现精准量化控制。
3.1.强生BiosenseWebster
强生是心律失常诊断和治疗领域的全球领导企业，该业务主要由旗下品牌BiosenseWebster开展，与临床医生合作开发创新技术，提高全球心律失常患者的护理质量。其研究和开发使电生理学家能够获得心脏电活动的三维、实时、彩色编码视图，从而使诊断和治疗更加精确。在过去20年里强生在电生理学领域引领了创新技术的进步，奠定了其在行业内的垄断地位。
发明了全球首个实时三维心脏标测导航技术、全球首个电生理导管、冷盐水灌注消融导管、压力感应消融导管，通过其创新能力确立了在电生理行业中的领先地位。
强生BiosenseWebster公司的脉冲消融产品包括以下几种：
THERMOCOOLSMARTTOUCHSF脉冲消融导管系统：这是一款具有三维定位功能的脉冲消融导管系统，可以精准地定位心脏组织，提高手术成功率。
CARTO3电生理三维成像系统：这是一种用于绘制心脏电生理地图的三维成像系统，可以帮助医生在手术过程中精确定位心脏组织，并实时监测电生理指标。
EZSTEER脉冲消融导管系统：这是一款可以在心脏内部360度旋转的导管系统，可以在消融过程中自由调整角度，提高手术的准确性和安全性。
INTELLANAVXP脉冲消融导管系统：这是一款具有智能化导管操作功能的脉冲消融导管系统，可以自动检测导管的位置和角度，避免误操作，提高手术效率。
图15：强生CARTO3电生理三维成像系统图
这个CELSIUS导管是一种多电极设备，用于心脏的电生理映射和通过无线电频率(RF)向导管尖端电极传输电流，用于消融目的。它具有高扭矩轴，带有一个可偏转的尖端部分，包含一组铂电极。所有电极都可以用于记录和刺激，但只有尖端电极可以用于从发生器传输RF能量。尖端偏转由管状手柄控制，手柄中有一个活塞滑动；活塞上的拇指旋钮控制活塞行程。
图16：强生NAVISTAR导管图
这个NAVISTAR导管是一种可操控的多电极导管，具有可偏转的尖端，便于心脏电生理映射和将RF（无线电频率电流传输到导管尖端电极以进行消融。对于映射，导管与CARTO3系统和适当的位置参考设备一起使用。对于消融，导管与兼容的RF发生器和接地（分散）垫一起使用。具有高扭矩聚氨酯轴，带有一个可偏转的尖端部分，包含一组铂电极。所有电极都可以用于记录和刺激，但只有尖端电极可以用于从发生器传输RF能量。尖端电极嵌入磁定位传感器，将位置信息传输给CARTO3系统。可选配有热电偶或热敏电阻温度传感器。
3.2.雅培
2017年1月，雅培出价250亿美元，完成对圣犹达(St.Jude.Medical)的收购。圣犹达在房颤、心力衰竭、结构性心脏和慢性疼痛等领域的强势地位和雅培在冠状动脉介入治疗和二尖瓣疾病方面的领先优势形成互补，合并后雅培覆盖了规模大（300亿美元）、增速高的心血管市场的几乎全部细分领域，成为心血管设备市场中市占率前二的企业。
2023年，雅培宣布其首款柔性头端的接触压力导管，TactiFlex获得CE批准上市，TactiFlex也是全球第一个以及唯一一个柔性电极头端的接触压力消融导管。与此同时，雅培也在寻求其另一款产品FlexAbility的FDA批准。
图17：雅培TactiFlex图
3.3.美敦力
3月6日，美敦力宣布其PulseSelect脉冲场消融（PFA）系统在其全球性IDE临床研究PULSEDAF中取得积极结果。PULSEDAF试验中，PulseSelectPFA系统在治疗阵发性和持续性房颤的安全性和有效性超过其性能目标。
PULSEDAF试验结果于3月6日在2023年美国心脏病学会（ACC）年会暨世界心脏病学大会（WCC）上作为最新临床研究公布，并同时发表在《Circulation》杂志上。
关于PULSEDAF临床试验
脉冲场消融（PFA）是一种利用脉冲电场消融心脏组织的新型消融形式，被认为是电生理领域下一代房颤消融技术。美敦力的首款PFA产品PulseSelect可通过圆形多电极阵列导管提供双极、双相脉冲电场。
图18：美敦力PulseSelect美敦力图
PULSEDAF是由FDA批准的美敦力在研PFA产品PulseSelect的一项前瞻性、单臂、多中心IDE临床试验，用于评估PulseSelect治疗有药物难治性、复发性、有症状的阵发性和持续性房颤病史的患者的安全性和有效性。
PULSEDAF在美国、加拿大、欧洲和澳大利亚等9个国家的41个临床中心治疗了300名患者（150名阵发性房颤患者和150名持续性房颤患者）。
PULSEDAF临床试验结果
在安全性方面，PULSEDAF试验超过了其性能目标，在两个患者队列中，主要不良事件发生率均为0.7%（p=0.002）。没有食管损伤、肺静脉狭窄或膈神经损伤。这是此前任何美国FDA批准的房颤消融IDE试验或多中心PFA研究中不良事件发生率最低的临床研究之一。在有效性方面，根据预先指定的12个月时，阵发性房颤疗效>50%和持续性房颤疗效>40%的疗效目标，PULSEDAF试验超过了疗效性能目标。结果显示，阵发性房颤的疗效为66%，持续性房颤的疗效为55%（p<0.001）。在12个月内，临床成功率（无任何症状性房性心律失常复发），在阵发性房颤队列中为80%，持久性房颤队列中为81%。
3.4.心诺普
心诺普医疗始建于2005年美国明尼苏达州，专注于心脏电生理领域，目前已拥有诊断、治疗心律失常疾病的十余条产品线，销售覆盖全国31省，近800家医院，十余个产品线的上市，主要为中国、欧洲、美国市场提供心脏电生理产品及心外科产品。产品包括标测导管、消融导管、房间隔穿刺针、穿刺鞘和心脏稳定器。微孔盐水灌注消融导管AquaSense采用55孔设计，是国产品牌中冷盐水灌注孔数最多的消融导管。
2007年心诺普医疗在中国建立了自己的生产和研发中心，10多年来，心诺普已完成标测、消融导管以及介入工具类产品中，十余个产品线的上市，主要为中国、欧洲、美国市场提供心脏电生理产品及心外科产品。近期美国研发中心以互联网和大数据为基础，利用最前沿的电子、算法和材料技术推进冷冻消融系统和三维标测系统项目。
3.5.波士顿科学Farapulse
Farapulse是首家实现脉冲场消融PFA技术上市的公司。2021年一季度，FARAPULSEPFA系统获得了欧盟CE认证。而在3月份，其还在美国启动了关键的IDE试验，即ADVENT试验。所有的试验机构均已确定，迄今已有100多名患者入组了这项前瞻性随机对照试验。2021年NMPA进入创新医疗器械特别审查程序，目前在临床试验中。
作为PFA领域的“先起之秀”，波士顿科学的FARAPULSEPFA系统在2019年获得美国FDA突破性设备认证，并于2021年1月获得CE认证，在欧盟获批用于治疗阵发性房颤。
同时获得FDA、CE和NMPA的创新认可，FARAPULSEPFA系统有何特殊之处？创新优势转化为临床优势首先，FARAPULSEPFA系统拥有多层级脉冲电场消融能量源，组织选择性高，在减少毗邻组织损伤的基础上，还可快速释放能量并形成连续透壁持久消融灶。同时，电场参数和电极的设计是脉冲电场消融产品的关键。脉冲串数、脉冲周长、间期等脉冲参数的设定也将极大地影响PFA的安全性与有效性。FARAPULSEPFA系统独具花键形导管形态，5个花键上各配置有4个电极，完全展开呈现为平面花瓣状（远端部分直径为31毫米或35毫米），部分展开呈现为立体网篮状，通过导管伸缩可调节网篮直径大小。
波科是PFA领域开创者，其产品FARAPULSE成为第一款获得上市并且成为商业化的PFA产品。
以FARAPULSE为例，脉冲电场消融由主机FARASTAR、消融导管FARAWAVE以及鞘管FARADRIVE三部分组成。
图19：脉冲电场消融产品
1.FARASTAR：使用双极和双相波形以及专有脉冲。界面操作简单，只需通过三个按钮就能实现一个肺静脉前庭隔离。
图20：FARASTAR产品
2.FARADRIVE：是一款13Fr远端可调弯的鞘管，能够更好将FARAWAVE导航到各个肺静脉前庭。
图21：FARADRIVE产品图
3.FARAWAVE：是一款直径12Fr的消融导管，其远端采用独具花形设计，总共有5个“花瓣”，每个上“花瓣”配置有4个电极。可以通过手柄上的滑块按钮控制远端是“花苞”还是“盛开花朵”。当5个“花瓣”完全打开呈现为平面花瓣状，如果部分展开呈现为立体网篮状，通过导管伸缩可调节网篮直径大小。FARAWAVE有两款规格，这两款规格最大不同在于“花朵”完全盛开时最大直径。这款产品最大直径分别为31mm和35mm。
图22：FARASTAR产品图
FARAPULSE优势：
FARAPULSE能够产生持久、有效的损伤，并将与热消融的附带损害风险降至最低。与任何其它公司PFA相比，FARAPULSE是未来组织选择性消融的先驱。
独特花键结构消融导管可适应不同的肺静脉形态，实现稳定贴靠，提升临床操作灵活性，能量快速释放，提高手术效率，减少患者痛苦治疗有效且持久可帮助医生有效缩短学习曲线。
FARAPULSE独特脉冲波形参数设定：
由于脉冲波形参数设定的不同，不同PFA系统的治疗效果存在较大差异。FARAPULSE脉冲电场消融系统研发历史悠久，目前积累了较为完善且的临床使用数据，包括即刻手术预后及远期随访预后数据，已经形成了较为成熟的手术操作流程和参数设置，支持其为患者带来获益。波科宣布FARAPULSE落地博鳌，并开展首例“先行先试”手术，这不仅意味着中国房颤治疗将加速迈入脉冲电场消融时代，而且也为国内近2000万房颤带来全球最先进房颤治疗技术。
FARAPULSE导管可呈现为网篮状和花瓣状独特的花键设计能为临床带来哪些获益？
2021年12月中旬，theJournalofInnovationsinCardiacRhythmManagement线上会议披露并讨论了FARAPULSE在欧洲商业化使用后的急性临床数据。来自4个不同研究中心的真实世界数据显示：
有效性：经FARAPULSEPFA系统治疗的患者的即刻肺静脉隔离率达98.3%-100%
安全性：FARAPULSEPFA在房颤消融手术中的安全性得到进一步证实
图23：FARAPULSE临床数据
FARAPULSEPFA系统临床研究与4个不同研究中心的真实世界研究数据对比
备注：以上提及的4个研究中心全称如下：
·UKE:UniversityHeartandVascularCenterHamburg-Eppendorf；
·St.Georg:AsklepioHospitalSt.Georg；
·CCB:CardioangiologischesCentrumBethanien；
·AKH:AlfriedKruppvonBohlenundHalbachKrankenhaus
RAPULSEPFA系统真实世界研究数据：UKE中心及CCB中心学习曲线10随着临床与真实世界数据的不断积累，相信FARAPULSEPFA这一创新消融系统的优势将进一步显现。在过去的2021年，从进博会首秀到绿色通道获认可，FARAPULSEPFA在中国的发展步伐越来越扎实，未来我们有理由期待它的尽快落地为患者可及，将其出色的表现真正转化为生命力量，更好地解决国内房颤领域的治疗困境。
3.6.Kardium
Kardium是一家快速发展的房颤解决方案公司，已开发出用于治疗房颤（AF）的先进系统，该系统影响全球超过几千万人。Kardium成立于2007年，总部位于加拿大温哥华，被公认为在卑诗省工作的顶级公司，包括被LifeSciencesBC评为年度医疗技术公司（2015年）。Globe是最完整的房颤解决方案，可在单个导管中实现单次肺静脉隔离，高清晰度绘图和心房消融。
加拿大Kardium公司开发出一种用于治疗房颤的先进系统：Globe测绘和消融系统。Globe系统消融导管含有122个电极的电极阵列，快速隔离肺静脉，并且能够在手术过程中能够连续记录心脏电活动。2020年6月，Globe系统获得CE批准认证。GlobePFA采用先进技术将消融和标测融合在一起，实现快速和靶向消融球囊导管，以及多电极导管的高清晰度绘图心电图。
Kardium宣布其PFA产品---GlobePFA的IDE研究（PULSARIDE）完成首批患者入组。PULSARIDE研究将在美国、加拿大和欧洲的35个中心点招募400多名患者，用于GlobePFA的安全性和有效性。PULSARIDE研究是GlobePFAFIM研究（PULSE-EU）扩大版。PULSE-EU研究的初步结果最近发表在JACC-EP上。研究结果明，在接受GlobePFA治疗的患者中，在3个月的重新映射时，100%的急性肺静脉隔离（PVI）和100%的持久隔离。
图25：Kardium公司
GlobePFA：
GlobePFA是一种标测和PFA消融二合一的导管。GlobePFA是一种功能强大的多电极标测和消融解决方案。GlobePFA远端具有一个30mm的球形复合电极消融导管，球形复合电极由122个电极组成，可提供快速、单次PVI，并能在消融期间快速确认PV隔离。
图26：GlobePFA产品图
GlobePFA的球形导管在部署时具有30mm球形阵列。它的122个电极生成高清解剖和电图，并提供脉冲电场能量以消融组织以治疗房颤。PVI通常无需在每个肺静脉中多次重新定位导管即可实现。GlobePFA的球形导管还可以在左心房的其他部位造成点和线性损伤。GlobePFA不仅可提供快速的消融肺静脉电隔离(PVI)而且能够在消融过程中实时监测肺静脉前庭的电位。GlobePFA是唯一一个连续记录和显示心房电位的产品，显示消融前后所有122个电极的信号。这允许EP确认隔离，快速发现并消除差距，或实时发现非PV触发因素。
图27：三维标测图
GlobePFA优势：
1.快速肺静脉隔离（PVI）
GlobePFA被用来中断肺静脉周围不稳定的电信号，使心脏恢复正常的节律。Globe通过122个电极能快速治疗，并提供实时观察的EPs。
2.连续、高清检测电位
GlobePFA记录并显示心房中的组织接触、温度和电位，允许EPs在心脏内工作时实时确认组织接触、消融和监测电位显示治疗是否成功。
3.单根导管实现消融和检查二合一
GlobePFA将采用先进技术将消融技术和标测技术融合在一起，实现快速和靶向消融球囊导管，以及多电极导管的高清晰度绘图心电图。EP无需更换导管即可使用标测和消融功能。
3.7.AdagioMedical
AdagioMedical,Inc.是一家总部位于加州拉古纳岗的私人控股公司，致力于开发创新的冷冻消融技术，通过产生持续的线状透壁性病灶来治疗心律失常，包括阵发性和持续性房颤、心房扑动和室性心动过速。AdagioMedical,Inc.是FjordVentures旗下投资组合公司。2020年其超低温智能持续性病灶消融系统(iCLAS)已获得CE认证标志，该系统可用于阵发性(PAF)和持续性(PsAF)心房颤动和心房扑动的心内膜治疗。
美国AdagioMedical公司开发了Adagio的脉冲场冷冻消融（PFCA）技术，PFCA将电场和冷冻消融技术结合，使用同一导管提供超低温冷冻消融和脉冲场消融。
图28：Adagio的脉冲场冷冻消融
3.8.GalaxyMedical
GalaxyMedical宣布其产品CENTAURIPEF获得CE批准用于治疗阵发性心房颤动，抢在美敦力、强生之前，成为全球第二家上市的电脉冲消融产品。PEF是通过快速释放高电压、高频能量来治疗心律失常。CENTAURIPEF是全球首个可以与已上市消融导管（射频）、标测导管配套使用的PFA消融系统。
GalaxyMedical公司的CENTAURI脉冲电场系统只有一个主机，没有消融导管，但能兼容所有电生理消融导管。2022年获得了CE认证。它可以提供三种能量设置，允许医生选择特定于目标组织的剂量。
图29：CENTAURI脉冲电场系统
CENTAURIPEF与波科（Farapulse）的PFA产品竞争存在很大差别，CENTAURIPEF只有一个主机，没有配套消融导管。这意味着CENTAURIPEF不会改变医生操作习惯，让医生和之前一样使用他们习惯的导管进行消融手术，医生无缝过渡到PFA。这种方式将使其在与波科前期竞争中占据优势，更快进入到各家医院。
同时这种模式也为后期埋下隐患，只有枪没有子弹将会受制于人。为了解决这个问题，去年GalaxyMedical与JapanLifeline达成合作协议，获得Alpha1消融导管在美国独家经销权。Alpha1是一根8Fr、4mm铂金消融头，且具备180度双侧调弯的消融导管。因此Alpha1与CENTAURIPEF联合想要在肺静脉电隔离治疗上与波科竞争还是欠缺点。
由于GalaxyMedical暂时不具备消融导管开发制造能力，这给国内PFA企业带来机会，可以相互合作形成1+1＞2。
CENTAURIPEF相对竞争对手来说拥有几大技术优势：
专有的WAVE1技术可减少肌肉刺激并消除其他电脉冲消融产品中可能导致中风的微泡（这是非常关键）。
CENTAURIPEF提供三种能量设置，允许医生根据特定的目标组织选择相应能量。
3.9.惠泰医疗
惠泰医疗专注于心脏电生理和介入医疗器械的研发、生产和销售的高新技术企业，形成以冠脉通路和心脏电生理医疗器械为主导，外周血管和神经介入医疗器械为重点发展方向的业务布局。
惠泰医疗是中国第一家获得电生理电极导管、可控射频消融电极导管、漂浮临时起搏电极导管市场准入并进入临床应用的国产厂家，填补了心脏电生理领域国产品牌的空白，同时成为中国首家获得电生理电极导管和可控射频消融电极导管两类产品欧盟CE认证的国产厂家。
公司于2021年1月取得了三维心脏电生理标测系统的国内注册证。HT-Viewer的优势在于：（1）采用了国际先进的磁电双定位方式，与强生的Cartoon-3定位方式一致，相比于二维电生理治疗应用X光辅助定位方式具有定位更精准和减少X光曝光量的优势；相比于纯电定位和纯磁定位分别有精度优势和成本优势。（2）将三维标测系统、多道记录仪、刺激仪集成一体，节约了导管室空间、提高了手术效率、控制了设备采购成本，让更多的县域级医院可以开展复杂电生理手术，从而降低对进口设备的依赖。截至2021年底，市场上除了强生，只有公司拥有设备中盐水灌注导管打弯颜色的标识功能。
图30：HT-Viewer三维心脏电生理标测系统示意图
3.10.微创电生理
微创电生理是一家专注于电生理介入诊疗与消融治疗领域的企业，在心脏电生理领域实现完整布局。产品覆盖全国31个省、自治区和直辖市的600余家终端医院，并出口至法国、意大利、西班牙等21个国家和地区。
微创电生理产品主要分为：标测类设备和导管、消融类设备和导管、附件产品。收入拆分:消融导管占比47%、标测导管36%、通路类产品12%，设备5%。
三维心脏电生理标测系统于2016年获得NMPA三类证，三维手术系列产品上市以来国内累计手术量超2万台，其中房颤不足500例。目前年手术量预计超1万台，90%以上为室上速。
2022年12月，TrueForce压力导管获得国家药品监督管理局批准上市，是国产首个具有压力感知功能的心脏射频消融导管，也是微创电生理第三款获批进入创新医疗器械特别审查程序（“绿色通道”）的产品。在此产品获批之前，压力监测技术领域长期被进口品牌垄断。
首例手术病例是一名房颤合并房扑的患者，左房前后径约为45mm。术中团队采用TrueForce压力导管，结合Columbus三维标测系统的自动标记功能以及量化消融参数，指导环肺静脉消融。在实现双侧肺静脉完全隔离后，经激动标测结合拖带标测，证实是三尖瓣峡部依赖的房扑，随后术者团队增加三尖瓣峡部线性消融。手术过程中，TrueForce压力导管的表现符合临床预期。TrueForce压力导管联合Columbus三维标测系统应用于房颤射频消融手术有着压力精准、导管稳定和疗效量化三大优点。
图31：TrueForce压力导管图
3.11.锦江电子
锦江电子成立于1991年，位于成都市武侯区，占地面积达2.3万平方米，致力于电生理领域产品的研发、生产和销售，产品主要包括心脏三维标测系统、多道生理记录仪、心脏电生理刺激仪、心脏射频消融仪、冷盐水灌注泵、一次性使用固定弯/可调弯心脏电生理标测导管、一次性使用可调弯心脏射频消融导管、神经射频治疗仪。
2022年6月10日，锦江电子自主研发的“心脏脉冲电场消融设备”通过国家药品监督管理总局（NMPA）创新医疗器械特别审查批准，进入特别审查程序“绿色通道”。
锦江电子“心脏脉冲电场消融设备”由LEAD-PFA心脏脉冲电场消融仪和一次性使用心脏脉冲电场消融导管两个产品组成。
图32：锦江电子脉冲消融产品
锦江电子全磁定位三维PFA脉冲消融解决方案
锦江电子LEAD-PFA心脏脉冲电场消融设备是全球率先推出的基于全磁定位三维系统的PFA产品，除了具有PFA脉冲电场消融技术的全部优势之外，还能够与锦江自有的LEAD-Mapping全磁定位三维系统无缝结合，集三维建模、标测、消融多功能于一体，可实现绿色电生理手术（无X射线手术，显著降低手术医生职业风险）。此外，锦江电子全磁定位三维PFA脉冲消融解决方案还具有手术适应症广、学习曲线短、手术操作流畅等显著优势。
图33：锦江电子全磁定位三维PFA脉冲消融
锦江电子LEAD-PFA心脏脉冲电场消融设备注册临床试验从2021年7月启动，仅用时4个多月就完成全部病例入组，成为中国市场首个完成注册临床试验病例入组的PFA产品，目前已进入随访阶段，随着此次进入特别审查程序“绿色通道”，有望成为国内首个获得NMPA批准上市的心脏脉冲电场消融产品，为电生理行业带来革命性导管消融解决方案。
3.12.海鑫律通生命
海鑫律通生命科技有限公司，是一家致力于高端医疗器械领域，集科研、开发、生产、销售于一体的现代化综合高科技企业。公司主要业务集中于心血管有源介入诊疗领域。
相比于市场上其他产品，鑫律通的脉冲电场消融系统具有差异化优势。据介绍，其脉冲电场消融系统采用花键篮消融导管，可实现多路同时消融和标测。迅速的连续环形肺静脉电隔离、同步检测电信号，术者操作方便，不需要复杂的三维标测，使手术操作更简单便捷，便于推广，还大幅降低了患者的经济负担。
另外，其脉冲电场消融系统的消融深度达3.5毫米，为世界领先水平；其肺静脉电隔离仅需0.04秒，为世界最快。
3.13.洲瓴医疗
洲瓴医疗（InterHillMED）是一家以研发为驱动的创新型医疗设备企业，致力于为中国及全球患者提供高品质的医疗器械，治疗神经系统、心脑系统及其他危及生命的重大疾病。公司自2021年正式运营以来，通过自主研发及合作开发，建立了一条从临床前到临床阶段的丰富产品管线，构建了完整的电生理设备系统解决方案。公司技术团队以美国和德国归国研发人员为核心，在医疗设备领域有几十年的开发、研究经验，技术水平在国内处于绝对领先地位。洲瓴医疗将以“生命无界，同瓴五洲”为愿景，专注于同类首款和同类最优医疗设备的技术研发、临床转化、规模生产及商业化，解决亟待满足的临床需求。
同时，洲瓴医疗作为以研发为驱动的创新型企业，其在2021年便建立了研发中心，搭建了底层技术平台和产业化平台，完全掌握并实现了标测架构、电气架构、软件架构、复杂算法和扫描影像系统等核心技术的自主研发。洲瓴医疗表示：“公司专注于同类首款和同类最优医疗设备的技术研发、临床转化、规模生产及商业化，未来将研发更多创新产品，解决亟待满足的临床需求。”
2023年2月底，洲瓴（上海）医疗器械有限公司（简称“洲瓴医疗”）自主研发的外科脉冲电场消融系统（PFSA）在广东省人民医院完成全球首两例房颤外科脉冲电场消融手术。
两例入组患者分别为57岁和48岁女性瓣膜性房颤患者，由广东省人民医院，广东心研所心外科郭惠明、刘健教授团队顺利完成，一位术中同期完成LIMA-LAD冠脉搭桥＋二尖瓣修复＋三尖瓣修复手术，另一位同期完成二尖瓣置换及三尖瓣成形手术，并行循环下完成肺外验证阻滞及心内膜电生理标测。各项操作均按预期完成，治疗后即时成功实现肺静脉、左心耳电隔离，消融径线透壁，患者术中转为窦性心律，手术效果显著。
此次手术的成功开展不仅展现了洲瓴医疗在医工结合领域的重大突破，也是国际上首次公开报道的PFSA临床试验，有望为更多复杂房颤患者提供新的治疗解决方案。
图34：洲瓴医疗创新自研的PFSA消融系统
3.14.艾科脉医疗
据幂方资本、上海生物医药基金等官网消息,近日苏州艾科脉医疗技术有限公司(以下简称“艾科脉”)已获数千万人民币的Pre-A轮融资,此次融资由幂方资本、上海生物医药基金领投,元生创投跟投,行远致同担任财务顾问。
艾科脉成立于2020年11月,深耕于心脏电生理领域的平台型技术创新。公司的核心团队来自强生、GE、AcutusMedical、雅培等跨国企业,具备丰富的心脏电生理医疗器械研发、注册和商业化经验。目前,公司组建由美国知名电生理技术专家领衔的研发团队,并得到海外归国科学家、知名临床专家和创投机构的鼎力支持。现今,其研发中心设立于苏州和美国。
3.15.睿刀医疗
上海睿刀医疗科技有限公司（简称：睿刀医疗）已完成超亿元A+轮融资，由天堂硅谷领投，德同资本、乾瞻资本等机构跟投，CloseA、邦华金融担任联合财务顾问。
睿刀医疗成立于2016年9月，是一家聚焦不可逆电穿孔技术的创新性医疗器械企业，并根据该技术独到的“非热和组织选择性”特点拓展产品适应症。目前，睿刀医疗已开展前列腺肿瘤、前列腺增生、心脏电生理（房颤)、肝脏肿瘤等适应症拓展，已成为全球不可逆电穿孔领域适应症拓展最广的企业之一。
其中，睿刀医疗推出了全球首个获批上市的复合陡脉冲治疗设备，用于前列腺癌的治疗，该设备是全球范围内不可逆电穿孔技术在前列腺癌的首次应用。此后，该设备迅速入院装机，并实现了全国首台不可逆电穿孔泌尿肿瘤消融术正式收费。2022年7月，睿刀医疗基于不可逆电穿孔技术布局研发的“脉冲电场消融设备”也通过国家药监局审批，进入创新医疗器械特别审查程序。
除适应症拓展外，睿刀医疗还致力于在成熟适应症上提供完整的解决方案，其目前已在前列腺癌上初步形成“保尿控功能和性功能”的局灶治疗智能解决方案。
本轮融资后，睿刀医疗将加速其产品在前列腺增生、PFA（电生理房颤）、肝癌及其他领域的布局和创新，并推动已获批产品惠及更多患者。
睿刀医疗表示：“在清除病灶的同时对正常组织予以保留是外科手术追逐的终极目标。由于‘非热和组织选择性’的特点，不可逆电穿孔消融成为目前临床上唯一一种既能安全高效消融病灶，又能保留血管、神经、管腔等正常组织的能量平台“。
除此外，睿刀医疗还不断拓展不可逆电穿孔技术的适应症，现已将该技术创新性地成功应用于前列腺增生。目前，我国前列腺增生患病人数约为1300万，国内需要手术的前列腺增生患者约70万。随着人口老龄化和人均寿命增加，其患病人数将持续上升。
总的来看，基于“非热和组织选择性”优势，不可逆电穿孔技术极有可能成为各细分领域的主流应用产品，而其在国内的市场规模合计将达数百亿元。
3.16.睿笛生物
图35：睿迪生物产品系统
04、总结
4.1.临床需求：患者基数大，治疗渗透率不足
4.2.技术壁垒：进口品牌垄断，亟需国内创新
4.3.市场规模：潜力待挖掘，未来成长空间广
参考文献：
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[5]ReddyVY,KoruthJ,JaisP,PetruJ,TimkoF,SkalskyI,HebelerR,LabrousseL,BarandonL,KralovecS,FunosakoM,MannuvaBB,SedivaL,NeuzilP.AblationofAtrialFibrillationWithPulsedElectricFields:AnUltra-Rapid,Tissue-SelectiveModalityforCardiacAblation.JACCClinElectrophysiol.2018Aug;4(8):987-995.doi:10.1016/j.jacep.2018.04.005.Epub2018May11.PMID:30139499.
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