心臟電生理及心律失常的研究進(jìn)展

唐爾聞 鐘國強 朱立光 劉 浩 陳 偉 曾 偉

（1 廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心導(dǎo)管室，廣西 南寧 530027；2 廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科，廣西 南寧 530027）

心臟電生理及心律失常的研究進(jìn)展

唐爾聞1鐘國強2朱立光2劉 浩2陳 偉1曾 偉1

（1 廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心導(dǎo)管室，廣西 南寧 530027；2 廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科，廣西 南寧 530027）

本文介紹了心臟電生理的特征與發(fā)展歷程，分析了其在心律失常診斷和治療中的臨床應(yīng)用。進(jìn)而闡述了新興標(biāo)測系統(tǒng)的優(yōu)缺點和發(fā)展方向，預(yù)測了治療心律失常新技術(shù)的發(fā)展動態(tài)。

心臟電生理；心律失常；診斷和治療；射頻導(dǎo)管消融

臨床心臟電生理學(xué)自誕生以來已經(jīng)有40多年的歷史，成為心臟病領(lǐng)域內(nèi)的一個重要分支，這一學(xué)科的發(fā)展對心律失常的診斷和治療具有重要的推動作用。在這之前，診斷心律失常以及闡釋其可能機制的主要手段是心電圖法，這也是心臟電生理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。目前，心臟電生理檢查內(nèi)容不斷豐富、應(yīng)用范圍不斷擴大，尤其在心臟的起搏治療和射頻消融治療中有著不可替代的作用。

1 心臟電生理學(xué)與心律失常簡介

心臟的生理特性包括自律性、興奮性、傳導(dǎo)性和收縮性，其中自律性、興奮性和傳導(dǎo)性與心電產(chǎn)生有關(guān)，為心臟的電生理特性，因此，心律失常產(chǎn)生的異常脈沖可以通過電生理學(xué)方法檢測。心臟電生理學(xué)研究采用多極電極導(dǎo)管，通過靜脈或動脈引入到心臟的某一特定位置，用來記錄這一位置的電學(xué)活性。這些導(dǎo)管也可用來傳遞電脈沖，從而對心房或心室內(nèi)某一特定位置產(chǎn)生刺激。心臟電生理學(xué)研究的主要目的就是闡釋心律失常的機理并對其進(jìn)行有效治療。

心律失常通常分為慢性心律失常和快性心律失常，快性心律失常又被稱為心動過速。折返性是造成患病和死亡最常見的心律失常病因，大多數(shù)心動過速，包括室上性和室性過速、心房和心室顫動等的產(chǎn)生機制都與折返性有關(guān)。從另一個角度來說，折返性心律失常也是很理想的心電生理學(xué)研究對象，因為它們可以通過合適的定時脈沖被重復(fù)地誘導(dǎo)和終止。

我們可以通過電極導(dǎo)管測量某一脈沖從心內(nèi)某一位置傳到另一位置的傳導(dǎo)速率，進(jìn)而判斷這一區(qū)間的病變情況。找到了致心律失常的起因和位置焦點，就可通過藥物或者導(dǎo)管消融法進(jìn)行針對性的治療。

2 心臟電生理學(xué)應(yīng)用于心律失常的歷史與現(xiàn)狀

20世紀(jì)四五十年代，Hecht等開始使用導(dǎo)管法測量心律失?；颊叩男膬?nèi)電活動[1]，F(xiàn)urman等發(fā)現(xiàn)房室傳導(dǎo)阻滯患者的心臟可以通過連接刺激器的導(dǎo)管重新“激活”[2]。到了1967年，F(xiàn)urman等人通過使用心內(nèi)電位圖和起搏導(dǎo)管程序點刺激法，使人們對心律失常起源位置的分析和心律失常機制的闡釋成為可能，而這一年也被國際公認(rèn)為心臟電生理學(xué)的起始年。1968年Scherlag首創(chuàng)導(dǎo)管法記錄希氏束電圖技術(shù)，不僅能夠?qū)Ψ渴覀鲗?dǎo)紊亂進(jìn)行準(zhǔn)確定位和危險分級，而且對心動過速的脈沖傳導(dǎo)路徑識別更加清晰[3]。1971年第一本關(guān)于室上性心動過速程序刺激治療法的書籍誕生，作者Wellens等對心臟程序刺激法作了詳細(xì)規(guī)范和指南[4]。

電生理學(xué)方法應(yīng)用于心律失常治療，早期常見的方法有植入性起搏器和植入性自動除顫器[5]。20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了心內(nèi)導(dǎo)管消融技術(shù)，它的原理是采用高能量沖擊來打斷心律失常傳導(dǎo)通路，或破壞異常搏動的起源[6]。隨后導(dǎo)管消融術(shù)得到了廣泛的臨床應(yīng)用，進(jìn)一步發(fā)展為射頻導(dǎo)管消融術(shù)。將一個套在導(dǎo)管中的電極置于心內(nèi)將要消融的嚴(yán)格目標(biāo)區(qū)域，另一個電極置于胸腔[7]。高能量沖擊對目標(biāo)心肌產(chǎn)生多種物理效應(yīng)，包括機械作用、熱作用、電流和電解作用。這一方法的根本目的就是快速瓦解引起心律失常的病變組織[8]。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，心律失常也有可能起源于心外連接到心房或心室的肌肉。目前，已經(jīng)可以通過心電圖識別心外膜引起的心動過速，進(jìn)而成功進(jìn)行消融治療[9]。另外，也實現(xiàn)了對不可成心電圖像或血流不穩(wěn)定的室性心動過速和心室纖維性顫動的引發(fā)器進(jìn)行消融去除[10]。

20世紀(jì)90年代中后期又發(fā)展形成了心臟再同步治療法，利用電生理的雙心室起搏來恢復(fù)左右心室電和機械不同步的失調(diào)狀態(tài)，從而糾正或改善心律失常[11]。

3 新興心電生理標(biāo)測系統(tǒng)

隨著導(dǎo)管消融技術(shù)臨床應(yīng)用范圍的擴大，尤其是心房撲動、心房纖維性顫動和室性心動過速消融的開展，極大地推動了導(dǎo)管標(biāo)測技術(shù)的發(fā)展。每一例患者在進(jìn)行射頻消融治療之前，都必須進(jìn)行詳細(xì)精確的心電生理標(biāo)測，以判斷造成心律失常的源頭和病因。常規(guī)的心臟電生理標(biāo)測是在X射線透視指引下，使用接觸式導(dǎo)管電極，在患者的心內(nèi)膜逐點接觸進(jìn)行的。但存在采集信號耗時長，只能采集到局部電信號，無空間分辨、定位和記憶功能等缺點，另外，長時間的標(biāo)測使醫(yī)務(wù)人員和患者都要長時間暴露在X射線下，潛在危險較大。

為了克服以上缺點，新興的標(biāo)測系統(tǒng)逐漸出現(xiàn)和完善。目前新興標(biāo)測系統(tǒng)主要有三維電磁標(biāo)測定位系統(tǒng)（CARTO 系統(tǒng)）、接觸式網(wǎng)籃電極標(biāo)測系統(tǒng)以及非接觸式球囊電極標(biāo)測系統(tǒng)（Ensite 3000）[12]。

CARTO三維電磁解剖標(biāo)測系統(tǒng)是1996年Biosense Webster公司推出的產(chǎn)品[13]。它有三個特點，一是可以將心電生理與心腔內(nèi)的三維解剖結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，進(jìn)行三維重建；二是它的導(dǎo)管也是射頻導(dǎo)管，從而大大降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高了消融的準(zhǔn)確性；三是CARTO系統(tǒng)準(zhǔn)確性非常高，消融導(dǎo)管重復(fù)回到同一標(biāo)測和消融部位的平均誤差不大于0.5mm，因而可大量減少X射線透射時間和射頻消融放電次數(shù)。據(jù)報道，CARTO系統(tǒng)可用于所有的可經(jīng)常規(guī)電生理標(biāo)測和消融的心動過速。

CARTO系統(tǒng)在心動過速時建立一個較精確的電激動和解剖圖形，往往至少需要50～100個標(biāo)測點，對多數(shù)血流動力學(xué)不能耐受的患者無法使用。因此，CARTO系統(tǒng)的研究方向一方面是實現(xiàn)快速標(biāo)測，更好的應(yīng)用于血流動力學(xué)不穩(wěn)定和不能反復(fù)誘發(fā)的非持續(xù)性心動過速；另一方面是實現(xiàn)與三維CT或三維MRI的融合，這一技術(shù)已于2005年誕生并發(fā)布，被稱為CArtoMerge技術(shù)。

接觸式網(wǎng)籃電極標(biāo)測系統(tǒng)采用網(wǎng)籃電極，這大大減少了插入導(dǎo)管的數(shù)量。另外，在信號分析及顯示方面也有較大進(jìn)步。但這同時也帶來了缺點，一是柔軟性差，橢圓形的外廓與心腔三維解剖結(jié)構(gòu)不夠吻合，導(dǎo)致許多電極不能緊密貼靠心臟內(nèi)壁，記錄到的心電圖不理想；二是部分使用該標(biāo)測系統(tǒng)的患者出現(xiàn)了血栓等并發(fā)癥。這都是有待改進(jìn)的地方。

非接觸式球囊電極三維標(biāo)測系統(tǒng)（EnSite 3000系統(tǒng)）是Endocardial Solutions公司推出的產(chǎn)品，將64個電極（8×8陣列）排列在球囊表面。與接觸式標(biāo)測系統(tǒng)不同的是，該系統(tǒng)的電極與心內(nèi)膜沒有直接接觸，故稱非接觸式標(biāo)測。因此，它不依賴于目標(biāo)位置的幾何形狀，不會出現(xiàn)因心臟形態(tài)變化而記錄不到某些部位心電生理的情況。該系統(tǒng)的最大特點是可以根據(jù)一次心跳或相鄰的幾次心搏，確定心律失常的起源部位、激動順序、折返環(huán)路、異常徑路及緩慢傳導(dǎo)區(qū)的出口，確定消融靶點，并即時判斷消融效果。

非接觸式標(biāo)測系統(tǒng)電激動標(biāo)測和解剖重建的精確性不如CARTO系統(tǒng)。因此，其研究發(fā)展的方向主要是與其它解剖重建方法相結(jié)合，提高標(biāo)測和消融速度以及精確度。

4 展 望

在接下來的很長時間，心律失常仍將是威脅人類健康的一大心臟疾病。但是隨著計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，心臟電生理檢查技術(shù)也必定會有一個全新的突破。我們將有能力更好的預(yù)防和控制這一疾病，治愈更多的患者。我們對心律失常的防治將會朝著更多地使用電生理設(shè)備方向發(fā)展，這種趨勢必然促進(jìn)植入式心臟轉(zhuǎn)復(fù)除顫器（ICD）和心臟再同步化起搏器（CRT）以及新興標(biāo)測系統(tǒng)的更新?lián)Q代[14]，從而減少并發(fā)癥的發(fā)生。同時，借助抗心律失常藥物的引入，有望減少對患者進(jìn)行高能量沖擊的次數(shù)[15]。另外，導(dǎo)管設(shè)備的改進(jìn)、影像技術(shù)的雜交、新的消融能源代替射頻能源，這些都有助于改善治療效果和減少并發(fā)癥。

在生命科學(xué)領(lǐng)域，隨著干細(xì)胞技術(shù)和細(xì)胞克隆技術(shù)在臨床上實際應(yīng)用的實現(xiàn)，我們有望通過這些技術(shù)來取代心臟內(nèi)死亡或者損傷的某些組織[16]，從而對心律失常進(jìn)行根本性治療。對于遺傳性的心律失常疾病，則希望通過基因治療的手段來實現(xiàn)徹底根治。但是，所有這些治療技術(shù)都離不開基礎(chǔ)電生理學(xué)技術(shù)對心律失常病情的診測和反饋。

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The Progress of Studies in Cardiac Electrophysiology and Cardiac Arrhythmia

TANG Er-wen1, ZHONG Guo-qiang2, ZHU Li-guang2, LIU Hao2, CHEN Wei1, ZENG Wei1

(1 Cardiac Catheterization Laboratory, the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University, Nanning 530027, China; 2 Department of Cardiology, the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University, Nanning 530027, China)

This paper introduces the characteristics and development history of cardiac electrophysiology, analyses its clinical application in the diagnosing and treating of cardiac arrhythmia. Then it elaborates the merits and demerits as well as development direction of burgeoning cardiac electrophysiological mapping system, and predict the new technology would apply in treating cardiac arrhythmia.

Cardiac electrophysiology; Cardiac arrhythmia; Diagnosing and treating; Radio- frequency catheter ablation

R541.7

A

1671-8194（2013）18-0092-03