心臟電生理將步入全三維時(shí)代

潘鋒

2017年9月29日，國際上第一個(gè)無射線導(dǎo)管室在青島阜外心血管病醫(yī)院正式啟用，由首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院喻榮輝教授進(jìn)行治療的3例房顫和1例室上速患者，在完全零射線條件下全部獲得成功。

喻榮輝教授是中國綠色電生理聯(lián)盟首任主席，也是國際上最早實(shí)現(xiàn)全系列心律失常完全零射線射頻消融手術(shù)的學(xué)者之一。10月12日，在第二十八屆長城國際心臟病學(xué)會議上，喻榮輝教授接受了記者的采訪。他說：新一代綠色電生理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)“低害、安全、精準(zhǔn)、高效”的治療效果，這標(biāo)志著心臟電生理由二維時(shí)代步入了全三維時(shí)代。這種新理念和新方法代表著心律失常領(lǐng)域的一次革命。

二維X線介入治療的局限性

喻榮輝教授說，1895年德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X線，開啟了醫(yī)學(xué)影像學(xué)的新篇章。X線已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中重要的診斷和治療方法之一。自1987年醫(yī)學(xué)界應(yīng)用導(dǎo)管射頻消融術(shù)治療快速性心律失常以來，心臟電生理和導(dǎo)管射頻術(shù)得到了日益廣泛的應(yīng)用，并成為絕大部分快速心律失常治療的首選方法和最有效的根治手段之一。與冠心病介入治療相似，傳統(tǒng)心電生理標(biāo)測和消融均須借助導(dǎo)管介入技術(shù)完成，需要頻繁使用X線透視，利用X線指導(dǎo)導(dǎo)管的操作和定位。傳統(tǒng)心電生理技術(shù)學(xué)實(shí)質(zhì)上是心電學(xué)與X線心臟二維解剖信息的結(jié)合。

喻榮輝教授指出，X線輻射的副作用是傳統(tǒng)二維心臟電生理介入治療的重要弊端之一，患者、醫(yī)護(hù)人員、技術(shù)人員均會受到X線輻射的影響。對于長期從事介入治療工作的醫(yī)護(hù)人員來說，長時(shí)間、大劑量、頻繁、近距離地接觸X線輻射，可抑制和損害人體的組織細(xì)胞，導(dǎo)致白細(xì)胞減少，同時(shí)也會導(dǎo)致人體抵抗力下降等，甚至引起體內(nèi)細(xì)胞突變，誘發(fā)癌癥，已經(jīng)成為臨床電生理醫(yī)生面臨的重大健康隱患。

近年來，關(guān)于X線輻射對患者和醫(yī)生的損害不斷見諸報(bào)道。射線輻射對患者的直接損害是明確的，如反復(fù)發(fā)作的房顫患者，多次介入治療后會引發(fā)嚴(yán)重后果。國際上曾有報(bào)道，一位患者進(jìn)行了3次房顫手術(shù)，每次手術(shù)時(shí)間和X線照射都在120分鐘，累計(jì)360分鐘，術(shù)后患者背部的皮膚出現(xiàn)了一個(gè)大的潰瘍。研究發(fā)現(xiàn)，人體不同器官對電離輻射的敏感性并不一樣。隨著心律失常介入手術(shù)量的迅速增加，患者及醫(yī)護(hù)人員常常要接受較高劑量的射線輻射，不斷積累的輻射生物學(xué)效應(yīng)可能對他們的健康造成重要影響，這些影響包括誘發(fā)白血病等惡性腫瘤的隨機(jī)效應(yīng)，和造成皮膚紅斑、脫發(fā)、白內(nèi)障等確定效應(yīng)。X線輻射還有可能對患者和術(shù)者后代的遺傳性產(chǎn)生影響，有誘發(fā)胎兒畸形的危險(xiǎn)。此外，介入醫(yī)生的培養(yǎng)曲線非常緩慢，醫(yī)生手術(shù)時(shí)穿著幾十斤重的鉛衣，長久下去從脊椎到關(guān)節(jié)都會受到不同程度的損害，因而縮短了醫(yī)生的職業(yè)生涯。

喻榮輝教授說，除了X線輻射危害以外，傳統(tǒng)的二維X線心電生理標(biāo)測和導(dǎo)管消融術(shù)，僅能提供心臟二維解剖結(jié)構(gòu)信息，無法準(zhǔn)確地將腔內(nèi)心電圖與心臟的立體空間結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，更無空間定位和記憶功能，無法呈現(xiàn)心臟三維空間結(jié)構(gòu)，不能直觀顯示心律失常的發(fā)生機(jī)制，難以實(shí)時(shí)監(jiān)控電極導(dǎo)管的移動等。二維X線圖像無法真實(shí)顯現(xiàn)病變組織和重要心臟結(jié)構(gòu)的真實(shí)距離，從而可能造成高估或低估手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致手術(shù)失敗或損傷心臟重要結(jié)構(gòu)。對于復(fù)雜解剖部位定位、標(biāo)測和消融，尤其存在明顯缺陷；不準(zhǔn)確的定位又可導(dǎo)致無效消融或過度消融，增加手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)；對于復(fù)雜的心律失常的標(biāo)測和消融耗費(fèi)時(shí)間長，導(dǎo)管定位不準(zhǔn)確，成功率低，且因操作復(fù)雜，X線輻射劑量更為明顯；另外，傳統(tǒng)X線不能直接顯示血管或心腔，需要輔助以造影劑，因此增加了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可能惡化腎功能不全患者的病情。

實(shí)現(xiàn)綠色電生理的技術(shù)基礎(chǔ)

喻榮輝教授說，長期以來，醫(yī)學(xué)界一直都在探索如何減少心臟電生理介入治療中的X線射線危害。近30年來，隨著三維標(biāo)測系統(tǒng)、磁導(dǎo)航技術(shù)和心腔內(nèi)超聲（ICE）等綠色電生理技術(shù)的問世和新設(shè)備的應(yīng)用與普及，介入醫(yī)生可以在計(jì)算機(jī)上建立心臟三維模型，更好地顯示心臟和血管的三維結(jié)構(gòu)，有利于指導(dǎo)導(dǎo)管操作和定位，極大地提高了復(fù)雜心律失常的射頻消融成功率，同時(shí)減少了手術(shù)時(shí)間和X線曝光量，新一代綠色電生理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)“低害、安全、精準(zhǔn)、高效”的治療效果，心臟電生理由二維時(shí)代逐漸步入三維時(shí)代，甚至進(jìn)入全三維零射線時(shí)代。

喻榮輝教授介紹說，當(dāng)前，CARTO系統(tǒng)和EnSite系統(tǒng)是臨床上最常使用的兩種心臟電生理三維標(biāo)測系統(tǒng)。心臟三維標(biāo)測將心電學(xué)和三維解剖信息結(jié)合，可揭示心律失常機(jī)制和靶點(diǎn)，指導(dǎo)導(dǎo)管規(guī)避心臟重要結(jié)構(gòu)，提高了消融療效，降低了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，縮短了手術(shù)時(shí)間。三維標(biāo)測系統(tǒng)的應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)了內(nèi)科醫(yī)生“看著心臟做手術(shù)”，并大幅度降低了以往X線和造影劑所帶來的傷害，實(shí)現(xiàn)了綠色電生理。

CARTO系統(tǒng)20世紀(jì)90年代問世，其基本原理是通過磁場發(fā)生器產(chǎn)生環(huán)繞心臟的磁場，并通過計(jì)算機(jī)對磁場進(jìn)行空間區(qū)分編碼和定位。當(dāng)消融導(dǎo)管進(jìn)入定位板的磁場時(shí)，由傳感器接收到的磁場信號和電極接收到的局部心電信號通過導(dǎo)管尾端的連線，傳入CARTO磁/電處理器進(jìn)行處理。原始數(shù)據(jù)經(jīng)過工作站的處理，通過計(jì)算機(jī)顯示出心臟的三維解剖圖像、電激動播散順序以及消融導(dǎo)管的位置，同時(shí)也可記錄電生理檢查所需的體表和心內(nèi)電圖。CARTO系統(tǒng)的理論標(biāo)測誤差小于0.2毫米，完全可以滿足射頻消融的需求。隨著影像融合技術(shù)的引進(jìn)，其構(gòu)建的電解剖圖形更加完整，與實(shí)際情況更加吻合。

CARTO系統(tǒng)由于其較高的標(biāo)測精度以及良好的人機(jī)對話和穩(wěn)定性，能夠?yàn)獒t(yī)生提供大量有價(jià)值的電生理信息。隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，尤其是導(dǎo)管可視化和FAM建模以及壓力反饋技術(shù)的出現(xiàn)，不但進(jìn)一步提高了手術(shù)的成功率，同時(shí)也為降低射線輻射提供了有力的技術(shù)保障。CARTO現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于室上性心動過速、心房撲動、心房顫動、室性心動過速等的治療。

喻榮輝教授介紹，EnSite系統(tǒng)是目前世界上主流的兩種三維電生理標(biāo)測與導(dǎo)航系統(tǒng)之一，其包括一個(gè)平臺和兩套系統(tǒng)。與CARTO系統(tǒng)不同，EnSite系統(tǒng)的定位原理基于電場理論，其三對電極兩兩之間形成X、Y、Z三維正交電場，以腔內(nèi)電極或體表電極作為位置參考，在感知電場內(nèi)任意電極電信號的同時(shí)，通過計(jì)算機(jī)工作站處理，定位其空間位置、運(yùn)動方向，通過相鄰電極的空間位置關(guān)系運(yùn)算出導(dǎo)管彎曲程度，并將這些信息實(shí)時(shí)顯示出來。EnSite系統(tǒng)以連續(xù)采集高密度軌跡點(diǎn)的解剖模型重建方式，精細(xì)化地重現(xiàn)了心臟的解剖細(xì)節(jié)，系統(tǒng)可以感知接入低能電流輸出儀器的任何電極，包括標(biāo)測導(dǎo)管、射頻消融導(dǎo)管等。endprint

EnSite系統(tǒng)提供了完整、精確、高效及開放式的選擇功能，可以直觀顯示心臟內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)、異常激動起源、電激動傳導(dǎo)方向等，對疑難快速性心律失常進(jìn)行準(zhǔn)確快速的標(biāo)測并分析其機(jī)制，以指導(dǎo)消融策略的制定，顯著縮短醫(yī)生的學(xué)習(xí)曲線，提高臨床診療技術(shù)，保障手術(shù)成功率，降低術(shù)中、術(shù)后并發(fā)癥；在臨床上，可應(yīng)用于不適當(dāng)竇性心動過速，心房顫動，房性心動過速、室性心動過速和陣發(fā)性室上性心動過速等復(fù)雜心律失常的治療。

喻榮輝教授還介紹道，20世紀(jì)90年代以來，磁導(dǎo)航技術(shù)在全球各大醫(yī)學(xué)中心得到推廣應(yīng)用。他進(jìn)一步介紹說，磁導(dǎo)航系統(tǒng)的全稱是磁力輔助導(dǎo)航介入系統(tǒng)，是用磁場來引導(dǎo)磁導(dǎo)管的行進(jìn)方向，由半球形磁體、推進(jìn)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、操作系統(tǒng)及軟件等部分組成。當(dāng)兩側(cè)的磁體旋轉(zhuǎn)時(shí)，在磁場范圍內(nèi)可產(chǎn)生不同強(qiáng)度和方向的磁力線，由此來調(diào)控磁導(dǎo)管在心腔內(nèi)的運(yùn)動，從而達(dá)到準(zhǔn)確標(biāo)測和消融。醫(yī)生從導(dǎo)管室外計(jì)算機(jī)屏幕的三維虛擬心臟或心臟解剖影像上，借助方向?qū)Ш?、靶點(diǎn)導(dǎo)航和解剖標(biāo)志導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)對磁導(dǎo)管的遙控操作。

喻榮輝教授表示，臨床試驗(yàn)和實(shí)踐證明，磁導(dǎo)航系統(tǒng)在起博、電生理技術(shù)方面擁有明顯優(yōu)勢，它適應(yīng)癥廣泛，無論是心衰患者的三腔起博器的植入，還是心房顫動等復(fù)雜心律失常，磁導(dǎo)航系統(tǒng)都能輕松應(yīng)對，極大地提高了消融導(dǎo)管遠(yuǎn)端接觸的穩(wěn)定性，使標(biāo)測更準(zhǔn)確，消融效果更好，心律失常射頻消融治療效率更高。磁導(dǎo)航的磁導(dǎo)管柔軟，定位精確，克服了因復(fù)雜心臟解剖結(jié)構(gòu)帶來的困難，使導(dǎo)管能夠順利到達(dá)靶點(diǎn)，減少了心臟穿孔和其他主要并發(fā)癥的發(fā)生，射頻消融效果更加可靠和有效。

綠色電生理不會一步到位

喻榮輝教授強(qiáng)調(diào)指出，雖然傳統(tǒng)二維電生理標(biāo)測不能滿足日益發(fā)展的心律失常診治的需求，但對于部分有血管畸形、復(fù)雜心臟畸形，以及起搏器植入后有導(dǎo)絲斷裂或需要拔出的患者，尚須結(jié)合傳統(tǒng)的X線造影技術(shù)來完成手術(shù)。盡管三維電生理正在逐漸成為主流，但我們也應(yīng)看到，目前三維標(biāo)測及操作本身也存在一定的局限性，如三維系統(tǒng)重建的心臟構(gòu)型是通過導(dǎo)管逐點(diǎn)采集而來的，本質(zhì)上是真實(shí)解剖的虛擬空間透射，與真正的解剖仍存在一定程度的差異，但這種差異隨著三維標(biāo)測系統(tǒng)的進(jìn)步正在逐漸縮小。此外，如果不了解心臟消融部位的特殊解剖結(jié)構(gòu)，可能會增加操作風(fēng)險(xiǎn)。無X線指導(dǎo)下全三維導(dǎo)管操作的局限性包括：電極放置過程中的局限性，導(dǎo)管消融過程中的局限性等。

喻榮輝教授還闡述說，綠色電生理不等于否定X線。傳統(tǒng)心律失常導(dǎo)管消融相關(guān)的射線暴露對健康的隨即效應(yīng)及確定效應(yīng)雖小，但不容忽視，因射線量具有累積效應(yīng)，對年輕人群危害更大，但片面追求零射線也屬本末倒置，X線依然是電生理技術(shù)不可或缺的工具，只有在保證安全的前提下，應(yīng)用三維技術(shù)盡可能減少X線輻射才是綠色電生理的主旨。全三維操作也只是整個(gè)電生理手術(shù)的一部分，術(shù)前的影響學(xué)檢查，術(shù)中實(shí)時(shí)的影像學(xué)監(jiān)測，術(shù)后影像學(xué)隨訪都非常重要。全三維是電生理學(xué)習(xí)曲線的升華，是熟練手術(shù)者基于對影像學(xué)深刻理解后的新體驗(yàn)，追求有效性及安全性才是電生理的硬終點(diǎn)，此所謂“不為無線而無線，須有鉛時(shí)應(yīng)有鉛”。

喻榮輝教授接著說，射線輻射本身是不安全的因素，綠色電生理技術(shù)基于現(xiàn)代的三維和超聲標(biāo)測、磁導(dǎo)航等新技術(shù)，最終的目標(biāo)是減少射線；但綠色電生理技術(shù)是一個(gè)探索的過程，不可能一步到位，仍處于探索和發(fā)展階段，部分相關(guān)配套的硬件和手術(shù)耗材，例如可視化鞘管和導(dǎo)航導(dǎo)絲尚在研究試驗(yàn)中。

中國走在世界前列

據(jù)記者了解，國內(nèi)綠色電生理的實(shí)踐最早可以追溯到2011年，以劉小青教授為代表的專家進(jìn)行了零射線室上速消融的探索。從2013年開始，以喻榮輝教授為代表的部分中青年心律失常專家就開始通過臨床手術(shù)和學(xué)術(shù)論壇推廣最困難的零射線房顫技術(shù)，從此實(shí)現(xiàn)了95%以上患者的無射線射頻消融治療。全程零射線導(dǎo)管消融、零射線房間隔穿刺術(shù)、無射線導(dǎo)管室等技術(shù)率先在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)，這代表著當(dāng)前心血管領(lǐng)域的最深入的創(chuàng)新，中國電生理醫(yī)生走在了世界前列。喻榮輝教授率先在國際上開展了首例無射線無超聲的全三維全程零射線下的介入手術(shù)，其重要意義在于不僅實(shí)現(xiàn)了常規(guī)條件下的零射線，同時(shí)也不需增加費(fèi)用。這一更安全、更精準(zhǔn)的新技術(shù)不僅在全國逐漸推廣，而且還吸引了很多外國同行前來學(xué)習(xí)。

在2016年10月舉行的第27屆長城國際心血管病學(xué)會議上，中國綠色電生理聯(lián)盟宣告成立，并將有關(guān)技術(shù)在國內(nèi)國際均申請了專利。中國綠色電生理聯(lián)盟不僅是一個(gè)推動學(xué)術(shù)交流的平臺，其最根本的目的就是要以“低害、安全、精準(zhǔn)、高效”的技術(shù)為方向，通過技術(shù)的進(jìn)一步推廣和對知識的理解，提高我國心律失常的治療水平，并將X線輻射對患者和醫(yī)生的健康影響降到最低。

在采訪中喻榮輝教授解釋說，所謂“綠色”，即對環(huán)境、患者、醫(yī)生的損傷與危害逐漸降低。“綠色”的概念對特殊人群十分重要，如對于孕婦群體，由于射線對胎兒的影響非常大，尤其在懷孕前6周更易致胎兒畸形，因此既往射線禁忌開展手術(shù)的孕婦和兒童群體將受益于此技術(shù)的推廣。此外還有腎臟病患者，介入手術(shù)會使用大量的造影劑，如果患者有腎臟功能不全，造影劑代謝產(chǎn)物排泄障礙就會造成新的腎臟損害。同時(shí)，綠色電生理技術(shù)還能顯著減少射線對醫(yī)務(wù)人員的累積危害，降低醫(yī)務(wù)人員的鉛衣體力負(fù)荷和悶熱感，增加舒適感。

但喻榮輝教授認(rèn)為，這種“綠色”技術(shù)不應(yīng)僅僅局限于上述少數(shù)特殊人群，應(yīng)推廣到整個(gè)醫(yī)療環(huán)境和更多的心律失常病種，但綠色電生理技術(shù)推廣的最大難點(diǎn)是如何改變術(shù)者根深蒂固的傳統(tǒng)習(xí)慣，讓術(shù)者真正認(rèn)識到新技術(shù)的安全性，并幫助術(shù)者熟練掌握規(guī)范的系統(tǒng)操作。新的技術(shù)方法還有一個(gè)學(xué)習(xí)適應(yīng)的過程，二維和三維術(shù)者培訓(xùn)的區(qū)別在于，二維技術(shù)醫(yī)生的學(xué)習(xí)曲線非常長，三維技術(shù)有助于醫(yī)生對電生理解剖的深入理解，更直觀、更準(zhǔn)確、更精確，有效縮短了學(xué)習(xí)周期，綠色電生理技術(shù)有著巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。他最后透露，中國綠色電生理聯(lián)盟的專家們正在制定綠色電生理規(guī)范化體系和推廣計(jì)劃，將通過開展規(guī)范化培訓(xùn)和醫(yī)院認(rèn)證等，更廣泛地推廣綠色電生理技術(shù)，相信未來這種革命性的新理念和新方法將會在更多的醫(yī)院得到應(yīng)用。

專家簡介

喻榮輝，北京安貞醫(yī)院教授，首都醫(yī)科大學(xué)臨床診療和研究中心副主任。任中國心臟學(xué)會理事、中國綠色電生理聯(lián)盟主席、中華中醫(yī)藥學(xué)會介入心臟病學(xué)專家委員會常務(wù)委員、中華醫(yī)學(xué)會心電生理和起搏分會青年委員等職。系中國首位房顫研究方向博士后，師從國內(nèi)著名心臟介入專家馬長生教授。2005年起先后到加拿大、美國等多所心臟中心學(xué)習(xí)和研修，目前主要從事復(fù)雜心律失常，尤其是房顫、室速的導(dǎo)管根治治療，每年完成心律失常導(dǎo)管消融近1800例，近年來累計(jì)總導(dǎo)管消融超過10000例，是國際上手術(shù)例數(shù)最多的學(xué)者之一。2015年在國際上首創(chuàng)無超聲輔助的全程零射線消融和三維房間隔穿刺新技術(shù)，從而使常規(guī)射頻消融術(shù)適用于包括孕婦、兒童等在內(nèi)的所有患者。先后承擔(dān)過國家自然科學(xué)基金等多項(xiàng)科研課題，在國內(nèi)外多家專業(yè)心血管雜志發(fā)表論文數(shù)十篇，在國內(nèi)外各種心臟病學(xué)會議上作專題報(bào)告和手術(shù)演示數(shù)百次。endprint