2025年11月27日，复旦大学附属中山医院心内科葛均波院士、钱菊英教授团队（姚志峰教授和赵万金为论文共同第一作者），在国际高血压学会（ISH）官方期刊、Nature合作期刊《Hypertension Research》在线发表了题为“Assessment of a 'main renal artery + branches' ablation strategy for catheter-based circumferential ultrasonic renal denervation”的重要论文。该研究针对目前经导管去肾神经术（RDN）中存在的解剖匹配难题，通过构建精细血管周围组织几何模型与多物理场仿真，首次系统性评估并提出了一种针对环形超声消融的“主肾动脉+分支”分段消融策略。该策略通过量化不同解剖部位的声热场特征，确立了精准的能量参数组合，为实现从“经验性消融”向“精准化消融”的跨越提供了坚实的理论依据与工程学验证 。
图1. 发表论文网页
图2. 论文图表摘要
一．高血压治疗瓶颈与RDN技术的发展
高血压作为全球范围内导致心血管死亡的首要危险因素，其病理生理机制极为复杂。长期以来，药物治疗主要围绕调节容量负荷（如利尿剂）和血管张力（如CCB、ACEI/ARB）展开。然而，在临床实践中，仍有大量患者面临“难治性高血压”（Resistant Hypertension）的困境，即在使用包括利尿剂在内的三种或以上足量降压药物后，血压仍无法达标。这部分患者的心血管风险极高，迫切需要非药物干预手段的介入。
肾交感神经系统的过度激活在高血压的发生发展中占据核心地位。肾脏不仅是血压调节的执行者，更是关键的感受器。肾传出神经的兴奋导致肾素释放、钠水潴留及肾血流减少；而肾传入神经的激活则将信号反馈至中枢，进一步增强全身交感活性，形成恶性循环。基于此，经导管去肾神经术（Renal Denervation, RDN）应运而生，旨在通过微创手段阻断肾动脉外膜的交感神经，从而降低全身交感张力 。
从射频到超声：能量源的演进
RDN技术的发展经历了从早期射频消融（Radiofrequency, RF）的探索到近期超声消融（Ultrasound, uRDN）的兴起。射频消融主要依赖电流的热效应，通过点状电极贴靠血管壁进行加热。SPYRAL HTN-OFF MED等器械产品临床试验证实了其治疗安全性和有效性。
超声肾神经消融（uRDN）利用高频机械波的穿透性，具有独特的优势。以Paradise系统和本研究中使用的HawkSonic系统（上海汉通医疗科技有限公司）为代表的环形超声导管，能够通过血管内冷却球囊保护内膜，同时将超声能量聚焦于血管外膜深处，实现360度全周向的“隔山打牛”式消融。目前对超声消融的机制研究仍较为稀缺。现有的超声RDN治疗往往采用单一的主肾动脉消融策略，忽视了肾动脉解剖结构的显著异质性，导致部分深部神经无法被覆盖，或因能量过剩损伤周围脏器，从而限制了临床效果。如何针对肾动脉的不同节段制定精准化的消融方案，成为制约uRDN技术进一步突破的关键瓶颈。
基于解剖特征的声热场仿真建模原理
为了解决上述问题，研究团队并未直接进行动物实验或临床试验，而是首先回归物理本源，采用数值仿真（Numerical Simulation）方法，构建接近临床的“虚拟消融环境”。
高精度几何建模：重构肾动脉微环境
研究团队参考了Sato等人及Struthoff等人关于肾动脉周围神经分布的经典组织学数据，摒弃了传统的单一圆柱体简化模型，构建了包含管腔、内膜、中膜、外膜、脂肪组织、神经纤维、淋巴结、神经节以及伴行静脉等复杂微细结构的几何模型。这一建模过程充分考虑了不同解剖部位的特异性：
近端（Proximal）： 设定血管直径为6mm。此处的解剖特征是神经分布较深（距离管腔约6mm），且周围密集分布着淋巴结和神经节（模型设定为4个，直径4mm，距血管2.5mm）。这些富含水分的淋巴组织在声场中扮演着特殊角色。
远端（Distal）： 设定血管直径为5mm。神经分布深度中等（约4.5mm），淋巴结数量减少（模型设定为1个）。
一级分支（First-order Branch）： 设定血管直径为4mm。此处的神经紧贴血管壁分布（距离管腔约2.5mm），周围无淋巴结，但存在伴行静脉分支。
多物理场耦合仿真：解析能量传递机制
利用COMSOL Multiphysics 6.2软件，研究团队建立了声学-热学耦合（Acoustic-Thermal Coupling）的有限元分析模型。该模型基于Pennes生物传热方程（Bio-heat Transfer Equation），精确模拟了超声波在生物组织中的传播、衰减以及热能转化的全过程 。
表1. 多物理场耦合仿真
二．关键发现：血管周围组织的声热场重塑效应
仿真结果揭示了一个被长期忽视的物理现象：肾动脉周围的组织异质性极大地改变了超声波的能量沉积模式，导致消融形态并非理想的规则圆环，而是呈现出受解剖结构调控的复杂形态。
淋巴结与神经节的“吸能透镜”效应
在声学场模拟中，研究发现淋巴结和神经节表现出极高的声吸收能力。与射频消融中淋巴结通常作为高导电性“热沉”（Heat Sink）带走热量不同，在超声消融中，由于其较高的声衰减系数，淋巴结反而成为了“吸能体”。当超声波遇到这些结构时，能量被迅速截获并转化为热能，导致局部温度急剧升高，形成显著的高温区（Hot Spot）。这意味着在近段消融时，淋巴结可能会阻挡超声波向更深处传播，同时也可能先于神经发生热损伤。这一发现提示，在富含淋巴结的肾动脉近段，单纯增加功率可能导致淋巴结过热，而需精细调整时间参数 。
肾静脉的“声波通道”与“冷却陷阱”双重效应
相反，充满血液的肾静脉对超声波的衰减极小。声波可以近乎无损地穿过静脉管腔，继续向后方组织传播。然而，在热场模拟中，静脉内快速流动的血液展现出强大的对流散热作用。这种“冷却陷阱”效应使得静脉壁本身的温度难以升高，从而保护了静脉结构免受损伤，但同时也限制了热场在静脉周围的扩展。仿真图像清晰地显示，静脉附近的温度等温线呈现出被“压扁”的形态，这要求在制定消融策略时必须考虑到静脉方位的热场畸变 。
“主肾动脉+分支”消融策略的参数优化与确立
基于对声热场机制的深刻理解，研究团队依据IEC 60601-2-62国际标准，设定了严格的消融阈值：有效消融边界为54℃等温线，安全边界为48℃等温线。
通过在不同解剖部位进行大规模的参数扫描，研究团队首次提出了针对主肾动脉近段、远段及一级分支的差异化参数组合，旨在确保在各部位均能覆盖90%以上的神经分布区域（Target Ablation Depth）。
策略一：固定声功率，调节消融时间
策略二：固定消融时间，调节声功率
为了适应不同术者的操作习惯，研究团队同时也计算了固定时间下的功率需求，近端，远端和一级分支，需要阶梯（下降）的消融功率。
计算结果具体参数组合构成了“主肾动脉+分支”策略的核心数据库，为未来的智能化RDN导管系统奠定了算法基础。
三．离体实验验证与临床转化意义
离体猪肝模型的高精度验证
为了验证上述仿真结果的可靠性，研究团队构建了离体猪肝实验平台。选择猪肝作为实验对象是因为其声学特性（声速、衰减系数）与人体软组织高度相似，且质地均匀，适合排除个体解剖变异干扰后验证核心物理规律。
实验采用了HawkSonic超声RDN系统，配合不同直径（4mm, 5mm, 6mm）的冷却球囊导管，分别模拟针对一级分支、远段和近段的消融场景。热电偶被精准置入距离球囊表面2.5mm、4.5mm和6mm的位置，实时监测消融过程中的温度变化。结果显示，实测温度曲线与仿真预测曲线表现出极高的一致性。在稳态温度（< 55 ℃）下，两者之间的偏差始终保持在2℃以内。这一高精度的吻合不仅验证了仿真模型的生物保真度，也确认了所提出的参数组合在实际物理环境中的有效性。
临床策略的重构：从“Y”型到全周向分段消融
目前的射频RDN常采用“Y”型消融策略（主干+分支）来提升疗效。本研究提出的超声“主肾动脉+分支”策略，是对这一理念的进一步升维：
图3. 环状超声RDN Y消融策略
1.360度圆周覆盖效率：目标消融点位上，一次若干秒的超声能量发射即可覆盖肾动脉血管横截面上对应深度的神经，极大提升了手术效率。
2.安全性保障下“应消尽消”： 通过明确界定不同的消融功率和时间参数，覆盖所有目标消融点位，同时保障了超声消融安全性。
四．结论
复旦大学附属中山医院葛均波院士/钱菊英教授团队的这项研究，利用精细数值仿真与离体实验，首次系统性地评估并确立了基于导管的环形超声“主肾动脉+分支”消融策略。研究深刻揭示了血管周围淋巴结、静脉等微细解剖结构对超声能量场的重塑机制，并据此推导出了针对肾动脉不同节段的差异化最优消融参数。
该研究成果不仅为超声RDN技术提供了理论上的“精准操作手册”，更标志着高血压介入治疗正在从“经验医学”向基于物理场仿真和解剖学特征的“精准医学”迈进。随着该策略在未来的临床应用，有望显著提升RDN手术的神经阻断效率，降低并发症风险，为全球数亿难治性高血压患者带来更确切的治疗获益。
原文链接： https://doi.org/10.1038/s41440-025-02445-z