經(jīng)CARTO三維電標(biāo)測系統(tǒng)治療復(fù)雜型心律失常的研究現(xiàn)狀

何淼 綜述 杜文娟 審校

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院心內(nèi)科，黑龍江 哈爾濱 150000)

心房撲動(dòng)、心房顫動(dòng)、房性心動(dòng)過速、心室顫動(dòng)和交接區(qū)等復(fù)雜型心律失常是臨床上嚴(yán)重危害健康的心臟疾病。以前由于技術(shù)原因以口服抗心律失常藥物為主，但抗心律失常藥物經(jīng)常增加眾多不良反應(yīng)，甚至增加猝死風(fēng)險(xiǎn)。從20世紀(jì)30年代常規(guī)在X射線曝光下射頻消融術(shù)治療室上性心動(dòng)過速開始，因其治愈率高、創(chuàng)傷小、住院時(shí)間短等特點(diǎn)，射頻消融術(shù)逐漸成為臨床上治療各類心律失常的首選方案。

射頻消融術(shù)是通過電標(biāo)測在X射線透視的幫助下將高頻電磁波導(dǎo)入心臟的靶向部位，釋放高頻電流導(dǎo)致局部心內(nèi)膜及心內(nèi)膜下心肌凝固壞死，從而阻斷心肌細(xì)胞的折返環(huán)路達(dá)到治療的目的。由于消融術(shù)的徹底性射頻導(dǎo)管消融術(shù)治療心律失常效果立竿見影，不像抗心律失常藥物一樣需要長期口服維持應(yīng)用，因此射頻導(dǎo)管消融術(shù)自從問世以來發(fā)展迅速。對于射頻導(dǎo)管消融術(shù)這一精準(zhǔn)治療，標(biāo)測病變部位非常重要。傳統(tǒng)標(biāo)測方法是在X射線曝光下通過直接記錄多導(dǎo)腔內(nèi)心電圖，根據(jù)局部電位的形態(tài)、振幅及相互之間的時(shí)間關(guān)系來進(jìn)行定位。這種標(biāo)測方法對于機(jī)制明確的簡單心律失常來講簡便實(shí)用、快捷；但是對于復(fù)雜型心律失常因無法精準(zhǔn)標(biāo)測心內(nèi)的精密結(jié)構(gòu)或其本身發(fā)生部位的不明確以及不能在X射線下長期曝光的兒童和妊娠婦女，其方便性及實(shí)用性大打折扣；因此，獲取全面的電生理信息，并進(jìn)行有效、安全的標(biāo)測是復(fù)雜型心律失常臨床診治及機(jī)制研究的特有需要。目前在復(fù)雜心律失常研究中，三維電生理標(biāo)測系統(tǒng)作為一種新型的標(biāo)測手段，通過標(biāo)測可對心律失常進(jìn)行識別、判斷及定位[1-2]。目前臨床上主要應(yīng)用兩種標(biāo)測技術(shù)獲取電生理信息[3]，一是基于磁電雙定位的CARTO系統(tǒng)[4]，另外一種是基于電場定位的Ensite系統(tǒng)[5]。現(xiàn)就以CARTO三維標(biāo)測系統(tǒng)的基本原理和在復(fù)雜型心律失常的研究現(xiàn)況做一綜述。

1 CARTO 三維標(biāo)測系統(tǒng)的組成和基本原理

CARTO是使用電磁技術(shù)對心臟各個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維重建，引導(dǎo)消融導(dǎo)管準(zhǔn)確進(jìn)入靶點(diǎn)進(jìn)行射頻。該系統(tǒng)基于物理學(xué)中磁場產(chǎn)生電流的原理。這是一個(gè)類似于GPS定位的技術(shù)，能夠多點(diǎn)定位確定心腔內(nèi)每一處結(jié)構(gòu)的空間位置，然后通過計(jì)算機(jī)重建心腔模型并立即顯示導(dǎo)管在心腔內(nèi)的空間位置，判斷消融線的完整性和連續(xù)性。基礎(chǔ)版的CARTO由體外磁場發(fā)生器、消融標(biāo)測導(dǎo)管、電流傳入器、參考電極、分析裝置和一個(gè)成像處理系統(tǒng)組成，其中成像處理系統(tǒng)是核心。在消融時(shí)將心臟處于定位板上三個(gè)體外電極的交界區(qū)，通過計(jì)算機(jī)對定位板上方的磁場進(jìn)行分析定位。消融導(dǎo)管在頭端電極與導(dǎo)管結(jié)合處有三個(gè)相互垂直的位置傳感器，當(dāng)導(dǎo)管進(jìn)入定位板的磁場中時(shí)由位置傳感器接受磁場信號并轉(zhuǎn)化為電信號傳入成像處理系統(tǒng)，傳入后經(jīng)信號放大和分析，直接顯示出心腔的三維解剖圖像、電激動(dòng)傳導(dǎo)順序、電壓分布范圍等[6]。還可將導(dǎo)管頭端在磁場內(nèi)的三維位置、導(dǎo)管頭端所指的方向、導(dǎo)管頭端彎曲的前后徑及其貼靠程度顯示出來。如此經(jīng)CARTO系統(tǒng)就可將心臟電生理和心臟解剖結(jié)合起來，通過計(jì)算機(jī)重建心腔的三維結(jié)構(gòu)，直接顯示出瘢痕區(qū)、低電壓區(qū)和正常心肌區(qū)。還可利用計(jì)算機(jī)軟件旋轉(zhuǎn)心腔或更換觀察角度，準(zhǔn)確分析病變激動(dòng)發(fā)生的位置以及傳導(dǎo)方向，測定傳導(dǎo)速度，簡化了復(fù)雜型心律失常的標(biāo)測定位。心腔內(nèi)超聲在介入手術(shù)中對心臟血管結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確了解和操作機(jī)械的準(zhǔn)確定位，且沒有放射性等特點(diǎn)，其在心律失常經(jīng)導(dǎo)管射頻消融治療領(lǐng)域的應(yīng)用日漸廣泛。目前隨著CARTO SOUND系統(tǒng)聯(lián)合心腔內(nèi)超聲技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)管消融手術(shù)，瘢痕的標(biāo)測要比以往經(jīng)胸廓彩超更清楚明了，并且可以真正做到射頻導(dǎo)管消融術(shù)的零射線[7]。并且CARTO系統(tǒng)還有定位記憶功能，包括對大頭所處的位置、導(dǎo)管頂端彎曲形式及所指方向，心肌激動(dòng)的波幅和形態(tài)等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，CARTO系統(tǒng)在不斷升級，其使用范圍越來越廣泛，使各類復(fù)雜型心律失常的消融成為可能。

2 CARTO系統(tǒng)在臨床的應(yīng)用

2.1 CARTO系統(tǒng)在房性心律失常的治療

2.1.1 CARTO系統(tǒng)對于心房撲動(dòng)的治療

近年的電生理研究和射頻資料明確心房撲動(dòng)是起源于心房的大折返性房性心動(dòng)過速的一種。典型心房撲動(dòng)機(jī)制是右房三尖瓣環(huán)的大折返，而三尖瓣和下腔靜脈入口之間的峽部是心房撲動(dòng)環(huán)路中的緩慢區(qū)，消融該部位造成雙向阻滯可阻止心房撲動(dòng)的發(fā)生，是治療心房撲動(dòng)最理想的部位；因此選擇三尖瓣峽部進(jìn)行射頻消融可以有效治療心房撲動(dòng)，但是常規(guī)X射線指導(dǎo)下定位心內(nèi)解剖不夠確切，且須多角度投射曝光時(shí)間長。CARTO三維標(biāo)測可以模擬心腔三維結(jié)構(gòu)，并多種顏色加以標(biāo)識和指導(dǎo)射頻消融，在心房撲動(dòng)發(fā)作或冠狀竇口起搏時(shí)進(jìn)行標(biāo)測，使用左前斜位加尾位顯示三尖瓣下部至下腔靜脈入口間的峽部，測量峽部長度、設(shè)計(jì)消融，指導(dǎo)射頻消融，但這種標(biāo)測只有在房性心動(dòng)過速持續(xù)發(fā)作下才可進(jìn)行，并且需要逐一校準(zhǔn)，手術(shù)時(shí)間長無形中增加X射線曝光。目前有報(bào)道指出可以在希氏束、峽三尖瓣處以及峽部下腔靜脈口處取三點(diǎn)以右前斜位及左前斜位+漏斗部70°～110°進(jìn)行消融，通過比較手術(shù)時(shí)間和術(shù)后隨訪提示三點(diǎn)法導(dǎo)管消融是治療心房撲動(dòng)安全有效的方法。

2.1.2 CARTO系統(tǒng)對于房性心動(dòng)過速的治療

房性心動(dòng)過速多起源于右心房，是與房室結(jié)傳導(dǎo)無關(guān)的室上性心動(dòng)過速，主要包括局灶性房性心動(dòng)過速、折返性房性心動(dòng)過速、手術(shù)瘢痕性房性心動(dòng)過速。局灶性房性心動(dòng)過速多見于冠狀竇、肺靜脈周圍、瓣環(huán)周圍以及界脊等特殊解剖結(jié)構(gòu)部位。在自律性提高、觸發(fā)活動(dòng)、局部微折返形成可引發(fā)房性心動(dòng)過速發(fā)作。房性心動(dòng)過速消融成功的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確測到最早激動(dòng)點(diǎn)，特別是靶點(diǎn)臨近重要的傳導(dǎo)部位如希氏束或者靠近心外膜時(shí)，要求多體位投照。CARTO標(biāo)測系統(tǒng)空間分辨率高，可以直觀實(shí)時(shí)觀察到標(biāo)測導(dǎo)管的具體位置，構(gòu)建傳導(dǎo)圖、電壓圖、激動(dòng)圖，在激動(dòng)圖和傳導(dǎo)圖上顯示折返通路，標(biāo)識出希氏束等重要解剖位置，在明確關(guān)鍵傳導(dǎo)障礙進(jìn)行消融的同時(shí)可避免房室傳導(dǎo)阻滯等嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生。瘢痕性房性心動(dòng)過速多見于外科手術(shù)后，多數(shù)為瘢痕或者補(bǔ)片與界脊、房室瓣環(huán)、上下腔靜脈之間形成一個(gè)大的折返環(huán)，這種情況下口服藥物往往不起作用。之前有過報(bào)道外科手術(shù)后三尖瓣環(huán)大折返心房撲動(dòng)導(dǎo)致的心律失?；|(zhì)是游離壁切口瘢痕與三尖瓣環(huán)之間形成的緩慢傳導(dǎo)[8]，因此預(yù)防性消融右房峽部可有效減少術(shù)后心房撲動(dòng)的可能[9]。

2.1.3 CARTO系統(tǒng)對于心房顫動(dòng)的治療

最早法國電生理學(xué)家Haissaguerre報(bào)告了肺靜脈內(nèi)異?；顒?dòng)在心房顫動(dòng)中的作用并率先使用導(dǎo)管消融治療[10-11]，但是這種方法會(huì)造成肺靜脈狹窄、肺靜脈口局灶病變，手術(shù)進(jìn)行時(shí)既要環(huán)肺靜脈口部又不能深入肺靜脈，尤其是肺靜脈的開口與行走異常更增加肺靜脈定口的難度[12]，因此手術(shù)中往往需要耗費(fèi)大量時(shí)間和X射線，對患者和術(shù)者本人都造成影響。臨床中對心房顫動(dòng)的環(huán)肺靜脈前庭射頻術(shù)應(yīng)用三維圖像融合技術(shù)(CARTO MERGE)為術(shù)者提供左心房和肺靜脈的準(zhǔn)確圖像，能夠準(zhǔn)確定位肺靜脈的位置[13]。并且CARTO系統(tǒng)可以通過磁導(dǎo)航操作控制消融導(dǎo)管在心腔內(nèi)的移動(dòng)，減少了由不穩(wěn)定性造成的危險(xiǎn)并發(fā)癥的發(fā)病率[14]。CARTOSOUND系統(tǒng)進(jìn)一步與CARTO系統(tǒng)的三維實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)和影響融合技術(shù)結(jié)合，利用心腔內(nèi)超聲技術(shù)構(gòu)建心房、心室結(jié)構(gòu)，并配合CT、MRI的重建模型融合，使其同時(shí)具有磁/電場感應(yīng)功能，在不用X射線的情況下定位超聲探頭，配合完成房間隔穿刺的指導(dǎo)和對消融導(dǎo)管貼靠的精確判斷，也可以在第一時(shí)間對左心耳血栓和心包積液情況作出判斷，大大提高了心房顫動(dòng)射頻導(dǎo)管消融術(shù)的手術(shù)成功率和安全性。

2.2 CARTO系統(tǒng)在交接區(qū)心律失常的治療

房室結(jié)折返性心動(dòng)過速發(fā)生的基礎(chǔ)是房室結(jié)雙徑路，在傳統(tǒng)的X射線透視引導(dǎo)下可以得到較高的成功率，由于成功率高且費(fèi)用低大部分醫(yī)院及地區(qū)對于雙徑路的治療仍然在沿用X射線透視引導(dǎo)進(jìn)行射頻消融；但是對于靠近房室結(jié)和希氏束的雙徑路進(jìn)行消融有發(fā)生傳導(dǎo)阻滯并發(fā)癥的可能，使用CARTO系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)測可以減少無效放電[15]。房室折返性心動(dòng)過速主要是由于房室旁路的發(fā)生，且雙旁道或多旁道發(fā)生率較高，偶爾也可見合并房室結(jié)雙徑路。房室旁路根據(jù)有無前傳功能可以分為預(yù)激綜合征和隱匿性旁路兩類。由于CARTO系統(tǒng)可在三維解剖圖上消融時(shí)能夠及時(shí)讓導(dǎo)管回到指定區(qū)域，可以避免在不成功的靶點(diǎn)處重復(fù)消融。并且CARTO系統(tǒng)可明確消融范圍，直觀顯示導(dǎo)管與希氏束的距離，大大避免了由于誤差而造成的房室傳導(dǎo)阻滯的可能，提高手術(shù)安全性[16-17]。此外還能確定心外膜旁路的插入位點(diǎn)通過冠狀靜脈竇進(jìn)行消融。目前有報(bào)道在CARTO 3系統(tǒng)的引導(dǎo)下經(jīng)股動(dòng)脈對左旁道進(jìn)行標(biāo)測和消融，手術(shù)可以實(shí)現(xiàn)零X射線輻射，大大降低對醫(yī)護(hù)人員的損害[18-20]。

2.3 CARTO在室性心律失常的治療

室性期前收縮是最常見的心律失常之一。Takemoto等[21]10年隨訪研究顯示頻發(fā)室性期前收縮可導(dǎo)致患者心室功能受損，成功消融室性期前收縮可逆轉(zhuǎn)心室功能。對于特定的室性期前收縮患者，在術(shù)前根據(jù)體表心電圖及動(dòng)態(tài)心電圖初步確定起源位置，經(jīng)導(dǎo)管射頻消融術(shù)治療，有很高的成功率。研究表明CARTO指導(dǎo)下對起源于右室流出道、房室瓣環(huán)部位的室性期前收縮進(jìn)行射頻消融術(shù)安全有效。室性心動(dòng)過速的發(fā)生包括局灶性和瘢痕相關(guān)性折返，但大多是折返性，只有少部分是由于局部自律性增高而引起。室性心動(dòng)過速的射頻療效與發(fā)生的機(jī)制以及合并的心臟基礎(chǔ)疾病有很大關(guān)系。對于特發(fā)性室性心動(dòng)過速，局灶起源或折返通路的位置往往范圍很小，標(biāo)測后發(fā)現(xiàn)最早激動(dòng)位點(diǎn)即可消融靶點(diǎn)進(jìn)行治療。對于瘢痕相關(guān)性室性心動(dòng)過速，需要進(jìn)行線性切割，這時(shí)利用CARTO可以準(zhǔn)確定位瘢痕區(qū)并識別靶區(qū)，可以打斷寬大的折返環(huán)，更好的定位慢速傳導(dǎo)關(guān)鍵區(qū)的能力，更關(guān)鍵的是對于發(fā)病時(shí)影響血流動(dòng)力學(xué)的患者可以在竇性心律下進(jìn)行操作。對于體內(nèi)已安裝過埋藏式心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器(ICD)的患者，由于ICD持續(xù)放電造成患者心理和生理上無法耐受，ICD往往會(huì)喪失原有的功效，這時(shí)須使用CARTO確定心肌瘢痕對難控制性室性心動(dòng)過速患者進(jìn)行導(dǎo)管消融術(shù)，經(jīng)后續(xù)處理及藥物維持來控制室性心動(dòng)過速，但對于存在活動(dòng)的心室內(nèi)血栓以及非導(dǎo)致及加重心室功能不全的無癥狀室性期前收縮的患者則不建議進(jìn)行射頻消融治療。

3 展望及不足

由于國內(nèi)三維標(biāo)測系統(tǒng)應(yīng)用于臨床相對起步晚，目前很多項(xiàng)目正處于普及和推廣的過程，但就在目前已報(bào)道的手術(shù)顯示CARTO三維標(biāo)測系統(tǒng)引導(dǎo)結(jié)合X射線透視進(jìn)行射頻消融術(shù)是有效及安全的，并大大減少了以往手術(shù)發(fā)生的各種并發(fā)癥。另外，對于復(fù)雜型心律失常，CARTO系統(tǒng)表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢，但是目前有相當(dāng)比例的復(fù)雜型心律失常發(fā)生和維持過程中，心外膜的病變較心內(nèi)膜更嚴(yán)重[22-24]，因而只進(jìn)行心內(nèi)膜標(biāo)測無法確切指導(dǎo)其發(fā)生機(jī)制。目前CARTO系統(tǒng)在心內(nèi)膜有明顯優(yōu)勢；但是在開胸手術(shù)時(shí)由于受到空氣電場介質(zhì)及牽拉時(shí)造成的心臟位置的變化，CARTO系統(tǒng)不能使用。傳統(tǒng)的X射線曝光進(jìn)行射頻治療存在無定位及記憶功能，不能滿足復(fù)雜心律失常的研究及治療需要同樣也無法使用，因此目前急需研發(fā)新型三維標(biāo)測系統(tǒng)，揭示復(fù)雜型心律失常尤其是心外膜下心律失常發(fā)生的機(jī)制。

[1] Jamil-Copley S,Bokan R,Kojodjojo P,et al.Nininvasive electro-c ardiographic mapping to guide ablation of outflow tract ventricular arrhythmias[J].Heart Rhythm,2014,11(4):587-594.

[2] Mantziari L,Butcher C,Kontogeorgis A,et al.Uility of a Novel Rapid High-Resolution Mapping System in the Catheter Ablation of Arrhythmias:An Initial Human Experience of Mapping the Atria and the Left Ventricle[J].JACC Clin Electrophysiol,2015,1(5):411-420.

[3] Yan YW,Chen G,Zhang F,et al.Comparison of ling pulmonary vein anatomy mapping guided by 3D mapping versus a mesh mapping catheter[J].Chron Dis Translat Med,2015,1(2):89-95.

[4] Chan KH,Sy RW.Catheter ablation of recurrent ventricular fibrillation:a literature review and case examples[J].Heart Lung Circ,2016,25(8):784-790.

[5] Carpen M,Matkins J,Syros G,et al.Experience the 3D rotational angiography fusion with Nav X electroanatomical mapping to guide catheter ablation of atrial fibrillation[J].Heart Rhythm,2013,10(3):422-427.

[6] Bourier F,Fahrig R,Wang P,et al.Accuracy assessment of catheter guidance technology in electrophysiol-ogy procedures:a comparison of a new 3D-based fluoroscopy navigation system to current electroanatomic mapping systems[J].J Cardiovasc Electrophysiol,2014,25(1):74-83.

[7] Brooks AG,Wilson L,Chia NH,et al.Accuracy and clinical outcomes of CT image integration with CartoSound compared to electro anatomical mapping for atrialfibrillation ablation:a randomized controlled study[J].Int J Cardiol,2013,168(3):2774-2782.

[8] Yang B,Ju W,Chen H,et al.Comparison of the location of slow conduction velocity in cavotricuspid-dependent atrial flutter in patients with and without prior atriotomy:different arrhythmogenic basis and clinical implications for placement of atriotomy[J].J Cardiovasc Electrophysiol,2012,23(9):988-995.

[9] Nakagawa H,Shah N,Matsudaira K,et al.Characterization of reentrant circuit in macroreentrant right atrial tachycardia after surgical repair of congenital heart disease:isolated channels between scars allow "focal" ablation[J].Circulation,2001,103(5):699-709.

[10] Hsu LF,Jas P,Keane D,et al.Atrial fibrillation originating from persistent left superior vena cava[J].Circulation,2004,109(7):828-832．

[11] January CT,Wann LS,Alpert JS,et al.2014 AHA/ACC/HRS guideline for the management of patients with atrial fibrillation:a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines and the Heart Rhythm Society[J].JAm Coll Cardiol,2014,64(21):e1-76．

[12] 高凌云,董建增,劉興鵬,等.左下肺靜脈開口于左房后壁1例[J].中國心臟起搏與心電生理學(xué)雜志,2010,24(1):93.

[13] 胡福莉,馬長生,董建增.三維電解剖標(biāo)測系統(tǒng)與CT影像融合指導(dǎo)心房顫動(dòng)導(dǎo)管消融[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù),2009,13(52):10251-10255.

[14] 呂濱.Carto射頻消融對永久性心房顫動(dòng)的最新進(jìn)展[J].中國保健營養(yǎng),2012,9:559.

[15] Katritsis DG,Boriani G,Cosio FG,et al.European Heart Rhythm Association ( EHRA) consensus document on the management of supraventricular arrhythmias,endorsed by Heart Rhythm Society( HRS),Asia-Pacific Heart Rhythm Society ( APHRS),and Sociedad Latinoamericana de Estimulacion Cardiacay Electrofisiologia( SOLAECE)[J].Europace,2017,19(3):465-511.

[16] Stern JD,Rolnitzky L,Goldberg JD,et al.Meta-analysis to assessthe appropriate endpoint for slow pathway ablation of atrioventricu-lar nodal reentrant tachycardia[J].Pacing Clin Electrophysiol,2011,34(3):269-277.

[17] Udyavar AR,Benjamin S,Ravikumar M,et al.Long-term results of radiofrequency ablation of slow pathway in patients with atrioven-tricular nodal reentrant tachycardia:single-center experience[J].Indian Heart J,2006,58(2):131-137.

[18] Scaglione M,Ebrille E,Caponi D,et al.Zero-fluoroscopy ablation of accessory pathways in children and adolescents:CARTO3 electroanatomic mapping combined with RF and cryoenergy[J].Pacing Clin Electrophysiol,2015,38(6):675-681.

[19] Nagaraju L,Menon D,Aziz PF.Use of 3D electroanatomical navigation(CARTO- 3)to minimize or eliminate fluoroscopy use in the ablation of pediatric supraventricular tachyarrhythmias[J].Pacing Clin Electrophysiol,2016,39(6):574-580.

[20] 崔海明,張家友,廖德寧.CARTO3 系統(tǒng)三維電解剖標(biāo)測指導(dǎo)陣發(fā)性室上性心動(dòng)過速導(dǎo)管消融的初步研究[J].中國心臟起搏與心電生理雜志,2014,28(2):115-118．

[21] Takemoto M,Yoshimura H,Ohba Y,et al.Radiofrequency catheter ablation of premature ventricular complexes from right ventricular outflow tract improves left ventricular dilation and clinical status in patients without structural heart disease[J].J Am Coll Cardiol,2005,45 (8):1259-1265.

[22] Hayashi T,Fukamizu S,Mitsuhashi T,et al.Peri-Mitral Atr-ial Tachycardia Using the Marshall Bundle Epicardial Connections[J].JACC Clin Electrophysiol,2016,2 (1):27-35.

[23] Laughner J,Shome S,Child N,et al.Practical Considerations of Mapping Persistent Atrial Fibrillation with Whole-Chamber Basket Catheters[J].JACC Clin Electrophysiol,2016,2 (1):55-65.

[24] Sultan A,Lüker J,Hoffmann B,et al.Neality of epicardial ablation for ventricular tachycardia after sequential endocardial approach[J].Int J Cardiol,2015,182:56-61.