消融次數(shù)對心房組織消融透壁性及肺靜脈電隔離性的影響

尹航 湯敏 姜兆磊 丁芳寶 梅舉

基礎(chǔ)研究

消融次數(shù)對心房組織消融透壁性及肺靜脈電隔離性的影響

尹航 湯敏 姜兆磊 丁芳寶 梅舉

目的 分析不同消融次數(shù)對不同厚度的離體豬心房組織消融透壁率及其對肺靜脈電隔離的影響。方法 ①40例新鮮豬心用以制備離體心房組織條。將測量后的心房組織按厚度分為＜2 mm（n=152）、2～4 mm（n=192）和＞4 mm（n=136）三組。每厚度組隨機(jī)選取一半數(shù)量的心房組織分為A、B兩組，A組采用雙極射頻消融鉗行1次消融，B組行3次消融。消融透壁的指標(biāo)是消融時(shí)該處同時(shí)測定的電阻抗＞100 ohm。分別記錄A、B組每次消融透壁的時(shí)間。②成年豬30頭，隨機(jī)分為C、D兩組，每組15頭。C組消融左側(cè)肺靜脈及左心耳各1次，消融右側(cè)肺靜脈及右心耳各3次。D組則消融左側(cè)心房結(jié)構(gòu)3次，右側(cè)心房1次。消融前后同步記錄左心房及肺靜脈電位，并起搏肺靜脈視左心房是否被起搏。離體及活體消融線標(biāo)本均固定后切片，使用Masson染色，鏡下觀察消融處組織學(xué)變化及透壁性情況。結(jié)果 離體實(shí)驗(yàn)A、B兩組透壁率分別為51.3%和98.3%。A組不同心房厚度組間單次消融時(shí)間有顯著差異。B組同一部位多次消融，消融時(shí)間遞減?；铙w實(shí)驗(yàn)單次及3次消融后肺靜脈電隔離率分別為72.2%和100%。結(jié)論 使用國產(chǎn)雙極消融裝置3次消融顯著提高心房組織透壁率及肺靜脈電隔離率。

射頻消融； 多次消融； 透壁性； 電隔離

心房顫動（房顫，atrial fibrillation，AF）是臨床上最常見的心律失常。我國的房顫患病率約為0.61%[1]。房顫導(dǎo)致的腦卒中、體循環(huán)栓塞等并發(fā)癥，具有較高的致殘率和致死率，嚴(yán)重威脅人類健康[2]。迷宮手術(shù)是目前外科治療房顫的最佳術(shù)式，其遠(yuǎn)期竇性心律維持率＞90%[3]。但該術(shù)式的手術(shù)時(shí)間長、創(chuàng)傷大、操作技術(shù)復(fù)雜[4]。近年來，射頻、冷凍、微波、超聲、激光等新能源逐漸被應(yīng)用到房顫消融中，并取得了較好的療效[5-8]，其中應(yīng)用最廣的是射頻能量。目前臨床有多款進(jìn)口射頻消融裝置[9]，但國內(nèi)研制的射頻消融系統(tǒng)鮮有報(bào)道。

應(yīng)用雙極射頻消融鉗進(jìn)行房顫射頻消融時(shí)，導(dǎo)致心房組織完全透壁的消融次數(shù)仍無定論，外科醫(yī)生多根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)選擇消融次數(shù)。為比較不同消融次數(shù)對心房組織消融透壁性及肺靜脈電隔離的影響，我們采用自行研制的可調(diào)節(jié)輸出功率雙極射頻消融裝置，應(yīng)用前期實(shí)驗(yàn)已確定的合理功率對不同厚度的心房組織進(jìn)行單次或多次消融，研究其對消融透壁性的影響。在活體動物實(shí)驗(yàn)中，采用單次及多次消融，研究其對心房組織電隔離的影響。

1 材料與方法

1．1 離體動物實(shí)驗(yàn) 40頭家豬屠宰后立即獲取心臟，4℃、0.9%鹽水清洗2次后備用。消融器械由我中心自行研制的輸出功率可調(diào)的雙極射頻消融裝置和雙極消融鉗組成，該裝置可同步測定消融組織的電阻抗。根據(jù)前期動物實(shí)驗(yàn)選擇最佳輸出功率35 W為消融功率。

1.1.1 離體組織的制備 將左、右心房組織沿左、右房室瓣瓣環(huán)剪下，再沿房間隔的左側(cè)或右側(cè)緣將左、右心房分別取下。修剪去除左心房后壁及右心房腔靜脈竇部，將左右心房修剪至由心耳至房室瓣環(huán)的類似錐形的組織。將其以間隔1 cm距離裁剪成組織條，共獲取組織480塊。使用游標(biāo)卡尺測量心房組織條兩端的組織厚度，取其平均值為消融組織厚度。將測量后的心房組織按厚度分為＜2 mm、2～4 mm和＞4mm三組，每組又隨機(jī)分為A、B兩組，A組行單次射頻消融，B組行3次射頻消融。

1.1.2 消融方法及消融完成時(shí)間測定 根據(jù)前期動物實(shí)驗(yàn)選擇最佳輸出功率35 W為消融功率。A、B組分別進(jìn)行1次和3次消融。消融線沿組織條中線，消融透壁的指標(biāo)是同步電阻抗＞100 ohm。記錄A組消融時(shí)間，以及B組首次消融、第2和第3次消融時(shí)間。

1.1.3 組織獲取 切取消融線附近的1 cm×1 cm的組織，應(yīng)用多聚甲醛溶液固定24 h后，用石蠟包埋，沿垂直于消融線的方向制作切片。每塊組織在消融線的不同部位做5張切片用于染色。

1.2 活體動物實(shí)驗(yàn)

1.2.1 麻醉與手術(shù) 采用體重為50～60 kg的成年豬30頭，使用戊巴比妥鈉鎮(zhèn)靜后，穿刺靜脈。靜脈內(nèi)丙泊酚誘導(dǎo)后氣管插管，異氟烷吸入氣體麻醉維持，每隔60 min靜脈使用芬太尼0.1 mg。麻醉成功后常規(guī)消毒鋪巾，經(jīng)胸骨正中切口進(jìn)胸。分別對左、右肺靜脈前庭及左、右心耳進(jìn)行消融。30頭豬中15頭行左側(cè)單次消融，右側(cè)3次消融，另15頭行右側(cè)單次消融，左側(cè)3次消融。

1.2.2 電生理標(biāo)測 使用St.Jude公司EvaluatorR四極電生理標(biāo)測導(dǎo)管2根，在消融前后分別同時(shí)記錄左心房及消融對應(yīng)的肺靜脈心電圖。消融后，使用1根導(dǎo)管于肺靜脈前壁消融線外側(cè)起搏肺靜脈（8 V，500 ms），另一根導(dǎo)管放置于左心房記錄心電圖。使用相同方法依次測定雙側(cè)上、下肺靜脈及左右心耳是否被完全電隔離。見圖1a、1b。

1.2.3 組織獲取 靜脈注射3 mg/kg肝素，將動物安樂死后，依次完整獲取消融線兩端5 mm的組織。選取消融線中點(diǎn)位置，切取1 cm×1 cm的組織在多聚甲醛溶液中固定24 h。將組織塊使用石蠟包埋，沿垂直于消融線方向行組織切片，每個組織塊在消融線不同位置做5張切片用于染色。

1.3 病理檢查 所有石蠟切片均行Masson三色法染色。如光鏡下可見一條完整的消融線，消融部分呈現(xiàn)均一的藍(lán)色，則表示心肌細(xì)胞受到射頻消融產(chǎn)生凝固性壞死，判定為透壁（如圖2a）；如消融線內(nèi)仍有顯示為紅色的存活心肌細(xì)胞，則判定為不透壁（如圖2b）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)以±s形式表示，使用雙向方差分析檢驗(yàn)不同厚度及消融時(shí)間區(qū)組間有無顯著性差異，使用卡方檢驗(yàn)比較離體實(shí)驗(yàn)各厚度分組1次、3次消融透壁率差異及活體實(shí)驗(yàn)1次、3次消融電隔離率差異有無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。P＜0．05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

離體實(shí)驗(yàn)中，所有組織消融后均可看到一條寬2～4 mm的灰白色消融線且無明顯碳化，無心房組織破裂?；铙w實(shí)驗(yàn)中未出現(xiàn)術(shù)中消融后出血等情況，取材后均可見明顯消融線存在。

2.1 樣本分布 離體實(shí)驗(yàn)中，A、B兩組各完成240條消融線，每組＜2 mm心房組織76條、2～4 mm 96條、＞4 mm 68條，組織厚度以2～4 mm最多見。

2.2 不同厚度及不同消融次數(shù)對應(yīng)的消融完成時(shí)間 B組離體實(shí)驗(yàn)各區(qū)組對應(yīng)的消融完成時(shí)間如表1所示，為排除不同組組織數(shù)量差異帶來的影響，總體消融時(shí)間均采用主效應(yīng)表示。雙向方差分析顯示不同厚度及消融次數(shù)組間差異顯著（P=0.001）。Scheffe檢驗(yàn)組間比較：＜2 mm 與 2～4 mm組［（9.4±0.2）s比（13.3±0.3）s，P=0.043］，＜2 mm與＞4 mm 組［（9.4±0.2）s比（18.4±0.6）s，P=0.002］，2～4 mm 與＞4 mm 組［（13.3±0.3）s比（18.4±0.6）s，P=0.018］差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。B組中第1、2次消融完成時(shí) 間 ［（17.8±0.8）s 比 （14.1±0.6）s，P=0.048］，第 1 與第 3 次消融所需時(shí)間［（17.8±0.8）s比（9.3±0.3）s，P=0.003］，第 2 與第 3 次消融達(dá)到透壁所需時(shí)間［（14.1±0.6）s 比（9.3±0.3）s，P=0.022］差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。同時(shí)A組消融時(shí)間與B組首次消融時(shí)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。不同消融次數(shù)對消融完成時(shí)間的主效應(yīng)如圖3所示。

表1 B組離體實(shí)驗(yàn)不同區(qū)組不同消融次數(shù)對應(yīng)的射頻消融完成時(shí)間（±s，s）

表1 B組離體實(shí)驗(yàn)不同區(qū)組不同消融次數(shù)對應(yīng)的射頻消融完成時(shí)間（±s，s）

項(xiàng)目 組織厚度（mm） 消融時(shí)間主效應(yīng)＜2 2～4 ＞4 1 12.1±1.1 18.4±1.6 23.0±2.6 17.8±0.8 2 9.9±0.8 13.6±1.3 18.7±1.9 14.1±0.6 3 6.3±0.9 8.0±1.0 13.5±1.5 9.3±0.3消融時(shí)間主效應(yīng) 9.4±0.2 13.3±0.3 18.4±0.6消融次數(shù)

2.3 離體實(shí)驗(yàn)各區(qū)組1次和3次消融的透壁率比較 各區(qū)組病理透壁率如表2所示。A、B組病理消融率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=141.097，P＜0.01）。在不同厚度組，多次消融均能顯著提高病理透壁率（＜2 mm：χ2=29.921，P＜0.01；2～4 mm：χ2=55.409，P＜0.01；＞4 mm：χ2=62.605，P＜0.01）。圖4 顯示不同厚度心房組織接受單次、3次消融后病理透壁率。

2.4 1次及3次消融的電隔離比較 活體動物實(shí)驗(yàn)成功完成90條1次消融和90條3次消融線。1次消融線電生理隔離成功65次（成功率72.2%），3次消融線電生理隔離成功90次（成功率100%）。卡方檢驗(yàn)顯示，單次消融與3次消融電隔離成功數(shù)量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=29.032，P＜0.01）。

2.5 活體動物實(shí)驗(yàn)1次及3次消融透壁率比較動物實(shí)驗(yàn)的1次、3次消融各90塊組織均送病理檢測。檢測結(jié)果顯示，1次消融組病理透壁41塊（透壁率45.6%），3次消融組病理均透壁。

表2 離體實(shí)驗(yàn)各區(qū)組心房組織消融的透壁組織數(shù)量/總體組織數(shù)量［例數(shù)及百分率（%）］

3 討論

外科房顫射頻消融術(shù)的機(jī)制是通過射頻裝置將電能轉(zhuǎn)換為熱能，在消融部位形成瘢痕組織，產(chǎn)生組織隔離和電隔離，阻斷房顫折返環(huán)的傳導(dǎo)，從而達(dá)到治愈房顫的目的。因此，保證消融線的完整性和透壁性對取得良好的房顫射頻消融效果至關(guān)重要。消融灶的透壁性主要與射頻消融的功率、持續(xù)時(shí)間、電極與組織的接觸面積與緊密程度、組織阻抗等有關(guān)[10,11]。不同的消融策略會產(chǎn)生不同的電隔離效果和組織學(xué)變化[12]。雙極射頻消融裝置在臨床多采用阻抗升高作為透壁的信號。但不論是臨床研究還是動物實(shí)驗(yàn)研究均顯示，阻抗上升不是可靠的消融透壁標(biāo)準(zhǔn)[13,14]，且單次消融的病理學(xué)透壁率和電隔離成功率均較低[15-17]。

國外的相關(guān)研究表明，同一部位多次消融能顯著提高病理透壁率[16]。我們使用自行研制的射頻消融裝置，3次消融后的病理透壁率達(dá)98%。多次消融避免在同一部位延長消融時(shí)間導(dǎo)致組織溫度過高，避免產(chǎn)生諸如組織破裂、出血等并發(fā)癥。由于組織表層脫水，熱量可以更快傳導(dǎo)至組織深處，各厚度組3次消融每次消融透壁的時(shí)間顯著縮短，因此3次消融可以減小高溫對組織的損害。本實(shí)驗(yàn)中在＞4 mm組中盡管采用3次消融，但仍有5%的組織消融未透壁。這些組織均＞5 mm。臨床上，由于受消融鉗電極長度和解剖結(jié)構(gòu)的影響，在做某些消融線時(shí)，鉗夾組織厚度也超過5 mm。在行這些消融線消融時(shí)，盡量分次消融或同一部位3次以上消融，將進(jìn)一步提高消融線透壁率。

肺靜脈電隔離的解剖基礎(chǔ)是消融透壁。術(shù)中采用肺靜脈起搏檢驗(yàn)電隔離是否完整已經(jīng)被廣泛使用。但術(shù)中電隔離檢測的可靠性受很多因素影響。由于組織鉗夾和溫度升高等因素影響，消融線及消融線周圍組織水腫影響起搏脈沖傳導(dǎo)，待組織水腫消退后，電隔離便不完整。離體實(shí)驗(yàn)證實(shí)，消融線一側(cè)起搏時(shí)，另一側(cè)心肌局部電位是術(shù)后房顫復(fù)發(fā)的原因[18]。Pison等[19]對房顫進(jìn)行的雜交治療也提示，盡管術(shù)中標(biāo)測顯示肺靜脈隔離完全，但術(shù)后仍有23%的患者出現(xiàn)電隔離“漏點(diǎn)”。我們在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，單次消融的電隔離率為72.2%，3次消融電隔離率達(dá)100%。但進(jìn)一步的研究還必須驗(yàn)證消融線2周后的電隔離完整性。目前，消融后電隔離“漏點(diǎn)”的有效治療方法是雜交技術(shù)，采用經(jīng)心內(nèi)膜“補(bǔ)點(diǎn)”提高房顫遠(yuǎn)期治愈率[19]。

本實(shí)驗(yàn)中仍存在一些不足，例如在電生理標(biāo)測時(shí)僅限于急性期，無法得知組織水腫消退后電隔離的完整性等，值得在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中繼續(xù)研究。

使用國產(chǎn)雙極射頻消融裝置3次消融，能顯著提高消融組織的病理透壁率及肺靜脈隔離率。消融完成時(shí)間隨組織厚度增加而延長，隨消融次數(shù)遞減。厚度＞5 mm的心房組織經(jīng)3次射頻消融后仍有可能不透壁。

消融次數(shù)對心房組織消融透壁性及肺靜脈電隔離性的影響 P1036

圖1 a 消融后電隔離左房心動周期約為620 ms，自肺靜脈給予電壓8 V、起搏間期500 ms電刺激連續(xù)起搏，左房未被起搏

圖2 a 肺靜脈前庭消融，光鏡下可見一條完整的消融線，消融部分呈現(xiàn)均一的藍(lán)色，判定為透壁

圖3 組B不同消融次數(shù)對消融完成時(shí)間的主效應(yīng)

圖1 b 消融后未隔離 左房心動周期約為620 ms，自肺靜脈給予電壓8 V、起搏間期500 ms電刺激連續(xù)起搏，左房被起搏

圖2 b 肺靜脈前庭消融，近心外膜側(cè)消融部位呈現(xiàn)藍(lán)色，近心內(nèi)膜側(cè)呈現(xiàn)紅色，判定為不透壁

圖4 組A、組B對不同厚度組織消融透壁率的比較

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Pathological transmural and conduction block of atrial tissue after once and triple times of bipolar radiofrequency ablation

YIN Hang，TANG Min，JIANG Zhao-lei，et al.Department of Cardiothoracic Surgery，Xinhua Hospital，Shanghai Jiaotong University School of Medicine，Shanghai 200092，China

MEI Ju，E-mail:ju_mei63@126.com

Objective To analyze the transmural and electrical isolationofpulmonary veins by once or triple times of radiofrequency（RF）ablationdelivered by domestic made RF ablation system.Methods Atrial tissue stripes were prepared from 40 fresh porcine heart.They were allocated to ＜2，2-4，and ＞4 mm groups according to tissue thickness.Half of tissue from the same thickness group was randomly selected and ablated once by RF（Group A）while the other half was ablated triple times（Group B）.Ablation time was recorded for each time of ablation.Thirty pigs were anaesthetized and had median sternotomy.Fifteen pigs had their left pulmonary veins and left atrial appendages ablated once while their right pulmonary veins and atrial appendage ablated triple times（Group C）.The other 15 pigs had right side lesions triply ablated while their left lesions ablated once（Group D）.Epicardialelectrocardiogram were recorded on left atrium and pulmonary vein simultaneously before and after ablation.Isolated pulmonary veins were paced to see if the conduction block was complete.All tissue around the ablation line was send for Masson trichrome stain.Pathological transmural were check by microscope.Results Pathological transmural was achieved in 51.3%and 98.3%atrial tissue in Group A and B respectively.In group A，ab－lation time was significantly different between groups of different tissue thickness.Time for 2nd and 3rd ablation became significantly shorter as compared with first-time ablation.Electrical isolation of pulmonary veins were recorded in 72.2%by once ablation and 100%by triple ablations.Conclusion RF ablation for three times could significantly improve transmural and electrical isolation of pulmonary veins as compared with ablation for once.

Radiofrequency ablation； Triple ablation； Transmural； Electrical isolation

上海市科學(xué)技術(shù)委員會重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：11441900200）

200092 上海市，上海交通大學(xué)附屬新華醫(yī)院心胸外科

梅舉，E-mail：ju_mei63@126.com

10．3969/j．issn．1672－5301．2014．11．022

Q95-33；R654.2

A

1672-5301（2014）11-1036－04

2014-07-29）