心房顫動(dòng)高功率短時(shí)程消融策略的研究進(jìn)展

趙震 孫雪榮 喬宇 郭雨龍 郭金銳 劉可 劉晨 劉帆 郭濤 牛國棟

(1.昆明醫(yī)科大學(xué)附屬心血管病醫(yī)院 云南省阜外心血管病醫(yī)院心律失常中心，云南 昆明 650102； 2.昆明醫(yī)科大學(xué)研究生院，云南 昆明 650000； 3.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 國家心血管病中心 阜外醫(yī)院 心律失常中心，北京 100037)

導(dǎo)管消融在改善心房顫動(dòng)(房顫)癥狀和維持竇性心律方面的療效優(yōu)于抗心律失常藥物，已成為治療癥狀性房顫的首選方案[1]。房顫導(dǎo)管消融的基礎(chǔ)是肺靜脈隔離(pulmonary vein isolation，PVI)，射頻作為臨床應(yīng)用最廣泛的消融能源，目前主流消融策略為功率控制模式下逐點(diǎn)消融，但由于設(shè)備條件的限制，最大安全輸出功率為40 W，需要消融導(dǎo)管長時(shí)間穩(wěn)定貼靠于局部才能實(shí)現(xiàn)每個(gè)點(diǎn)的透壁毀損，對(duì)于術(shù)者的導(dǎo)管操作技巧要求較高，導(dǎo)致學(xué)習(xí)曲線過長，單次手術(shù)時(shí)間過長，不利于手術(shù)的推廣。而且，在長時(shí)間放電過程中，導(dǎo)管移位會(huì)影響心肌毀損的透壁性與連續(xù)性，增加肺靜脈電位恢復(fù)率，手術(shù)并發(fā)癥也不容忽視。因此，在保證安全性的前提下，快速實(shí)現(xiàn)連續(xù)透壁的永久性心肌毀損是房顫射頻消融的關(guān)鍵[2-3]。目前研究表明，以45～90 W的功率在短時(shí)間(≤20 s)內(nèi)釋放能量可以改善消融灶的連續(xù)性和透壁性，并減少對(duì)周圍毗鄰組織的損傷，這種消融模式稱為高功率短時(shí)程(high-power short-duration，HPSD)消融，但該策略由于功率過高以及放電時(shí)間過短也帶來了臨床的顧慮。目前研究表明，HPSD消融可取得與傳統(tǒng)消融(conventional ablation therapy，CAT)策略相當(dāng)甚至更好的臨床效益，現(xiàn)就HPSD消融策略的研究現(xiàn)狀、優(yōu)勢(shì)、局限性及展望做一綜述。

1 HPSD消融的基礎(chǔ)原理

射頻消融原理是通過熱損傷造成不可逆性心肌損毀，使心肌細(xì)胞失去產(chǎn)生及傳導(dǎo)電活動(dòng)的能力，熱損傷分為早期阻抗加熱和后期傳導(dǎo)加熱階段。阻抗加熱階段持續(xù)約10 s造成局部心肌組織不可逆性損傷，是導(dǎo)管消融的主要效應(yīng)階段；傳導(dǎo)加熱階段是阻抗熱向深層心肌及周圍組織被動(dòng)傳導(dǎo)的過程，該階段具有時(shí)間依賴性，持續(xù)時(shí)間過長導(dǎo)致周圍毗鄰組織(食管、迷走神經(jīng)及肺組織)損傷。理論上，HPSD消融策略通過提高功率可大幅縮短放電時(shí)間，從而在增加阻抗熱占比的同時(shí)，減少傳導(dǎo)熱占比，形成連續(xù)透壁的心肌損傷，并減少毗鄰組織損傷[4]。同時(shí)，HPSD消融需要維持導(dǎo)管穩(wěn)定的時(shí)間顯著縮短，可減少術(shù)中由于導(dǎo)管與組織貼靠不穩(wěn)定造成的壓力波動(dòng)，從而降低肺靜脈電位恢復(fù)率。Yavin等[5]利用CARTO 3系統(tǒng)的VisiTag模塊對(duì)HPSD(45～50 W/8～15 s)和CAT(20～40 W/20～30 s)術(shù)中導(dǎo)管穩(wěn)定性與肺靜脈電位恢復(fù)的關(guān)系進(jìn)行研究，結(jié)果表明：如果放電過程50%以上的時(shí)間導(dǎo)管移動(dòng)度>1 mm，患者遠(yuǎn)期肺靜脈電位恢復(fù)率為78.2%(1年)。與CAT相比，HPSD消融肺靜脈電位恢復(fù)率較低(16.6%vs 52.2%，P=0.03)。近年來關(guān)于HPSD消融的基礎(chǔ)和臨床研究也證實(shí)該策略的可行性。

2 HPSD消融灶的基礎(chǔ)研究

2.1 HPSD消融灶的生物物理特性

Bhaskaran等[6]的動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，以不同功率放電5 s，毀損平均深度分別為(2.3±0.5)mm(50 W/5 s)、(2.2±0.3)mm(60 W/5 s)、(2.1±0.3)mm(70 W/5 s)和(2.4±0.8)mm(80 W/5 s)，均可實(shí)現(xiàn)心房肌透壁性損毀，毀損平均寬度分別為(5.1±0.3)mm(50 W/5 s)、(5.4±0.2)mm(60 W/5 s)、(5.9±0.0)mm(70 W/5 s)和(6.5±0.1)mm(80 W/5 s)，與CAT(40 W/30 s)策略形成的消融灶[深度：(2.4±0.8)mm；寬度：(5.2±0.2)mm]相比，HPSD消融可較易實(shí)現(xiàn)連續(xù)透壁性心肌損毀。在安全性方面，50 W/5 s和60 W/5 s的消融方案中未發(fā)生氣爆，但80 W/5 s的消融方案有氣爆發(fā)生，且與CAT中氣爆的發(fā)生率相似(10.5% vs 11.0%，P=0.9)，證實(shí)50～60 W/5 s的HPSD消融較CAT更安全且有效，也促進(jìn)更高功率的HPSD消融策略的探索。

近來QDOTMICROTM導(dǎo)管的應(yīng)用推動(dòng)了90 W/4 s的超高功率短時(shí)程(very high-power short-duration，vHPSD)消融的研究，該導(dǎo)管頭端附有6個(gè)熱電偶，距離頭端距離≤3 mm，可有效減少鹽水灌注對(duì)導(dǎo)管-組織接觸面溫度監(jiān)測(cè)的影響，更準(zhǔn)確地反映組織表面溫度，避免過度加熱導(dǎo)致的并發(fā)癥。Leshem等[7]的研究結(jié)果表明，與CAT相比，90 W功率持續(xù)放電4 s產(chǎn)生的消融灶直徑更大[(6.16±0.40)mm vs (4.09±0.80)mm，P<0.01]，深度相近[(3.62±0.60)mm vs (3.74±0.60)mm，P>0.01]，大體標(biāo)本呈連續(xù)透壁的線性消融灶，消融線上無明顯Gap，消融過程中無焦痂形成和氣爆發(fā)生。該消融模式使更多的能量作用于阻抗加熱階段，限制了傳導(dǎo)加熱對(duì)周圍組織的損傷，可實(shí)現(xiàn)較為持久的PVI，為避免過度加熱，消融術(shù)中設(shè)定監(jiān)測(cè)溫度上限為65 ℃，因此術(shù)中實(shí)時(shí)溫度的準(zhǔn)確反饋尤為重要。Takigawa等[8]使用QDOTMICROTM導(dǎo)管和Thermocool SmartTouch導(dǎo)管分別進(jìn)行溫度/流速控制(temperature/flow controlled，TFC)消融和標(biāo)準(zhǔn)功率控制消融，結(jié)果表明：與標(biāo)準(zhǔn)功率控制消融相比，TFC/HPSD消融可產(chǎn)生更大[39.4(29.1～50.1)mm2vs 19.9(14.7～25.2)mm2，P<0.01]、更淺[3.8(3.0～4.4)mm vs 2.7(2.2～3.4)mm，P<0.01]、更均勻的連續(xù)透壁的線性消融灶，線性消融灶中漏點(diǎn)發(fā)生率較低(3.8% vs 27.7%，P<0.01)，且周圍組織出血和氣爆發(fā)生率更低，證實(shí)TFC/HPSD消融是一種安全有效的消融策略，但TFC消融模式與功率控制消融模式相比是否更具優(yōu)勢(shì)需進(jìn)一步研究。目前的基礎(chǔ)研究表明，HPSD消融可通過改善消融灶的連續(xù)性和透壁性實(shí)現(xiàn)持久的PVI，且并發(fā)癥發(fā)生率較低，較多的研究已證實(shí)45～60 W的HPSD消融方案是安全可行的，但70～90 W的vHPSD消融策略的有效性及安全性需進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.2 消融終點(diǎn)預(yù)測(cè)參數(shù)輔助HPSD消融

由于HPSD消融時(shí)間過短，如何通過合理選擇消融終點(diǎn)來避免HPSD過度消融引起氣爆和焦痂形成的風(fēng)險(xiǎn)，在指導(dǎo)臨床應(yīng)用中非常重要。消融終點(diǎn)預(yù)測(cè)參數(shù)可反饋心肌的損毀程度，臨床常用參數(shù)包括單極電位(unipolar signal modification，USM)、阻抗以及一些復(fù)合參數(shù)。隨著壓力感知導(dǎo)管的應(yīng)用，由壓力、放電時(shí)間和消融功率等指標(biāo)加權(quán)計(jì)算得出的復(fù)合參數(shù)，如毀損面積指數(shù)(lesion size index，LSI)和消融指數(shù)(ablation index，AI)，是目前臨床應(yīng)用最廣泛的間接預(yù)測(cè)參數(shù)[9-12]。Bourier等[13]對(duì)放電功率、時(shí)間與AI的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，結(jié)果顯示：AI值隨著功率的增高呈比例增高，在放電前5～10 s內(nèi)AI值增幅最大為27.5%，放電20～30 s內(nèi)AI值的增幅為15.2%，功率為50～90 W時(shí)可在10 s內(nèi)達(dá)到PVI所需的AI值(400～500)，該研究證明50～90 W的HPSD消融方案在理論上均可達(dá)到消融預(yù)設(shè)終點(diǎn)。同時(shí)該研究表明，15～20 g接觸壓力下，采用50 W/13 s、60 W/10 s和70 W/7 s三種不同HPSD消融方案形成的毀損灶平均寬度分別為10.2 mm、10.4 mm和11.2 mm，平均深度分別為4.7 mm、4.3 mm和3.9 mm，相應(yīng)AI值分別為504±21、502±15和501±20，而30 W/30 s的CAT方案形成的毀損灶平均寬度與深度分別為8.9 mm和5.7 mm，相應(yīng)AI值為501±15，與上述各方案AI值無顯著差異，但由于心房不同部位厚度不同，在消融過程中心房不同部位的預(yù)設(shè)AI值仍需進(jìn)一步研究。綜上所述，HPSD消融相較于CAT具有明顯優(yōu)勢(shì)，但目前臨床中以AI來輔助HPSD消融尚存在局限性，故需設(shè)定固定的功率與時(shí)間的組合來實(shí)現(xiàn)合理的毀損范圍，從而保證HPSD的安全性，指導(dǎo)臨床的推廣。

3 HPSD消融的臨床研究

3.1 HPSD消融效率及有效性

多項(xiàng)臨床對(duì)照研究結(jié)果顯示[5，11，14-21]，HPSD消融的手術(shù)時(shí)間較傳統(tǒng)方法減少12%～39%，消融放電時(shí)間減少36%～65%，手術(shù)效率顯著提高，X線透視時(shí)間有一定程度減少，且急性PVI率及遠(yuǎn)期房顫復(fù)發(fā)率均有所改善(表1)。Pambrun等[11]的研究表明，與CAT相比，HPSD消融單圈隔離率顯著提高(92%vs 73%，P<0.001)，急性肺靜脈電位恢復(fù)率下降(2%vs 17%，P<0.001)，1年手術(shù)成功率相似(90%vs 88%，P=0.75)。最新的一項(xiàng)臨床薈萃分析也得到類似結(jié)果，與CAT相比，HPSD模式具有較高的單圈隔離率(OR=3.58，95%CI1.93～6.61，P<0.001)，急性肺靜脈電位恢復(fù)率較低(OR=0.56，95%CI0.38～0.85，P=0.005)，手術(shù)成功率較高(OR=1.44，95%CI1.10～1.90，P=0.009)[22]。

目前研究表明，HPSD消融對(duì)陣發(fā)性房顫患者的肺靜脈電位再通率有明顯的降低，但持續(xù)性房顫或長程持續(xù)性房顫患者單純PVI無法達(dá)到維持竇性心律的目的，需聯(lián)合其他消融術(shù)式，如上腔靜脈消融、線性消融、二尖瓣峽部消融和三尖瓣峽部消融等。Ejima等[19]將120例陣發(fā)性房顫患者分成兩組，分別以CAT和HPSD消融策略在實(shí)現(xiàn)PVI的同時(shí)對(duì)上腔靜脈和三尖瓣峽部進(jìn)行消融，結(jié)果顯示房顫復(fù)發(fā)率較低(12% vs 28%，P<0.01)。該研究表明HPSD消融用于上腔靜脈隔離和三尖瓣峽部消融的效果較CAT更為可觀，但能否提升持續(xù)性房顫的消融效果需進(jìn)一步研究證實(shí)。Winkle等[23]隨訪了4年間接受HPSD消融的患者1 250例，術(shù)后1年和4年的成功率研究結(jié)果顯示：陣發(fā)性房顫分別為83.1%和79.7%，持續(xù)性房顫分別為74.2%和63.2%，長程持續(xù)性房顫分別為63.1%和51.6%。HPSD模式進(jìn)行后壁頂部和底部線性消融對(duì)陣發(fā)性房顫的復(fù)發(fā)率無影響，但增加了持續(xù)性房顫(P=0.001)和長程持續(xù)性房顫(P=0.029)的復(fù)發(fā)率。綜上，HPSD消融作為新型消融策略，其有效性及效率已得到大量臨床研究的證實(shí)，但房顫HPSD消融的遠(yuǎn)期復(fù)發(fā)可能與個(gè)體的差異、房顫的類型、不同的標(biāo)測(cè)和消融系統(tǒng)及手術(shù)流程有關(guān)。

3.2 HPSD消融安全性

影響HPSD消融安全性的因素包括放電時(shí)間、導(dǎo)管壓力、鹽水泵速和消融間距等，由于此時(shí)功率較高，放電時(shí)間的影響尤為關(guān)鍵。當(dāng)放電時(shí)間過長時(shí)，可發(fā)生食管損傷、焦痂形成和氣爆。Winkle等[24]回顧性分析13 974次HPSD消融術(shù)中的并發(fā)癥的結(jié)果顯示，氣爆發(fā)生2例，心房食管瘺發(fā)生1例，術(shù)中無焦痂形成。該研究證實(shí)45～50 W的HPSD模式消融并發(fā)癥發(fā)生率較低，是一種安全的消融策略。理論上，較高的功率輸出會(huì)增加焦痂形成和氣爆的風(fēng)險(xiǎn)，但QDOTMICROTM導(dǎo)管可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)組織表面溫度，使70～90 W的vHPSD消融方案在提升效率的同時(shí)兼顧其安全性。既往臨床研究提示，HPSD消融模式能減少手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥，但最新的薈萃分析結(jié)果顯示，與CAT相比，HPSD消融模式主要并發(fā)癥(RR=0.75，95%CI0.44～1.30，P=0.31)和食管熱損傷(RR=0.57，95%CI0.21～1.51，P=0.26)的發(fā)生率相似，尚需進(jìn)一步研究證實(shí)[22]。

4 HPSD消融的優(yōu)勢(shì)

HPSD消融形成的消融灶淺且寬，可以改善消融灶的連續(xù)性和透壁性，減少周圍組織的損傷，實(shí)現(xiàn)較為持久的PVI。消融功率的提高易引發(fā)氣爆、焦痂形成、心包壓塞等并發(fā)癥，但大量的研究表明，這些并發(fā)癥的發(fā)生率有所降低。同時(shí)，消融終點(diǎn)預(yù)測(cè)參數(shù)和溫控導(dǎo)管的應(yīng)用為HPSD消融提供安全性保障，使其在臨床中得以應(yīng)用。目前的臨床研究表明，HPSD消融的消融時(shí)間和手術(shù)時(shí)間明顯縮短，維持導(dǎo)管與組織間穩(wěn)定貼靠所需的時(shí)間減少，極大程度限制心臟跳動(dòng)和呼吸對(duì)消融的影響，手術(shù)效率顯著提高，遠(yuǎn)期肺靜脈電位恢復(fù)率有所改善。HPSD消融作為一種改良的射頻消融策略，與冷凍球囊消融、脈沖電場(chǎng)消融和激光消融等新技術(shù)相比，其發(fā)展時(shí)間更長，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下較易實(shí)現(xiàn)，安全高效，可行性較高。

5 HPSD消融的局限性

HPSD消融模式可提升PVI的持久性并減少周圍組織損傷，但無法從根本上避免射頻能量對(duì)于周圍組織的損傷，也無法在房顫導(dǎo)管消融有效性與安全性方面帶來革命性的進(jìn)展。HPSD消融目前仍有一些問題需要解決：(1)HPSD模式過程參數(shù)(包括功率、放電時(shí)間及鹽水泵速等)設(shè)置無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。有研究發(fā)現(xiàn)，HPSD消融(50 W/5～15 s)術(shù)后發(fā)生心房撲動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)增加(1年：HR=1.68，P=0.03；3年：HR=1.42，P=0.04)，可能與左心房后壁的能量輸出不足未形成透壁性損傷有關(guān)[17]。Leshem等[7]研究發(fā)現(xiàn)，消融功率≥70 W增加氣爆和焦痂形成的風(fēng)險(xiǎn)，HPSD消融在較薄的組織上可形成連續(xù)透壁的線性消融灶，但在較厚的組織上由于放電時(shí)間過短而無法形成透壁性心肌損毀。(2)HPSD消融雖降低肺靜脈電位恢復(fù)率，但由于房顫復(fù)發(fā)的機(jī)制復(fù)雜，遠(yuǎn)期房顫復(fù)發(fā)率改善有限。有研究發(fā)現(xiàn)，HPSD消融肺靜脈電位恢復(fù)的位點(diǎn)多位于肺靜脈間嵴和食管附近，可能與能量輸出不足造成可逆性損傷有關(guān)[19]。de Pooter等[25]經(jīng)“CLOSE”標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)PVI后，房顫復(fù)發(fā)患者中62%依然維持PVI，這些患者與肺靜脈電位恢復(fù)患者相比，在三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)上低電壓區(qū)發(fā)生率較高(57% vs 17%，P=0.033)，該研究提示房顫復(fù)發(fā)與左房纖維化程度有關(guān)。(3)HPSD消融如何在高功率輸出的同時(shí)兼顧安全性是其關(guān)鍵問題。有研究表明，AI指導(dǎo)下的50 W高功率消融的單圈隔離率為92%，6個(gè)月手術(shù)成功率為96%，且并發(fā)癥較少，證明AI指導(dǎo)下的HPSD消融可在保障安全性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效消融[26]。但AI在70～90 W的vHPSD消融策略中的應(yīng)用受到很大限制，因?yàn)樾g(shù)中AI計(jì)算需要一個(gè)穩(wěn)定的呼吸周期，初始值顯示時(shí)已經(jīng)超過400，術(shù)者需要在AI值顯示之前停止放電，避免過度加熱和并發(fā)癥的發(fā)生，導(dǎo)致在臨床應(yīng)用中無法依靠AI。(4)HPSD消融模式在陣發(fā)性房顫中具有較好的臨床效果，能否對(duì)持續(xù)性房顫和長程持續(xù)性房顫也取得較好的臨床收益尚缺乏相關(guān)的臨床研究。

6 未來展望

HPSD消融模式較CAT策略實(shí)現(xiàn)了很大的進(jìn)步，改善了消融灶的連續(xù)性和透壁性，提升了PVI的持久性，且形成的消融灶較淺，減少了周圍組織的損傷。目前，40～60 W/10～20 s的HPSD消融方案的安全性和有效性已在基礎(chǔ)和臨床研究中得到證實(shí)，但70～90 W的vHPSD消融的安全性及有效性尚需進(jìn)一步研究證實(shí)。消融終點(diǎn)預(yù)測(cè)參數(shù)的輔助和溫度監(jiān)控下HPSD消融進(jìn)一步保障了手術(shù)的安全性，但消融終點(diǎn)預(yù)測(cè)參數(shù)的設(shè)置是HPSD消融的關(guān)鍵問題，仍需進(jìn)一步基礎(chǔ)和臨床研究為HPSD消融策略的制定提供依據(jù)，對(duì)消融參數(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，最終形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)并規(guī)范臨床應(yīng)用。HPSD消融在線性消融、環(huán)上腔靜脈消融、二尖瓣峽部消融和三尖瓣峽部消融等術(shù)式中也表現(xiàn)出較好的效果，能否改善持續(xù)性房顫的消融效果值得期待。HPSD消融通過調(diào)整阻抗熱與傳導(dǎo)熱的關(guān)系改善消融效果，但目前很難同時(shí)兼顧有效性和安全性，期待未來能夠在放電的同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)組織毀損程度及毀損范圍的變化，從根本上解決房顫射頻消融的有效性與安全性之間的矛盾。

7 小結(jié)

與CAT相比，消融終點(diǎn)預(yù)測(cè)參數(shù)指導(dǎo)下的HPSD消融可實(shí)現(xiàn)高效消融的同時(shí)兼顧安全性和有效性，但關(guān)于HPSD消融過程參數(shù)和終點(diǎn)預(yù)測(cè)參數(shù)尚缺乏基礎(chǔ)研究和臨床研究的指導(dǎo)，目前尚未形成標(biāo)準(zhǔn)化，有待更大樣本量的前瞻性隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)進(jìn)一步研究，HPSD消融策略在持續(xù)性房顫中的應(yīng)用能否取得較好的臨床獲益仍需進(jìn)一步證據(jù)。