環(huán)肺靜脈電隔離量化消融損傷指標(biāo)相關(guān)性研究

王禹川 黃波 李康 盛琴慧 陳爾冬 賀鵬康 褚松筠 蔣捷丁燕生 周菁

導(dǎo)管射頻消融已成為心房顫動(dòng)（atrial fibrillation，AF）治療的重要手段［1-2］，而環(huán)肺靜脈電隔離（circumf erential pulmonary vein isolation，CPVI）已被證實(shí)為導(dǎo)管射頻消融治療AF的基石［3］，因此實(shí)現(xiàn)持久的CPVI是AF患者導(dǎo)管射頻消融治療的關(guān)鍵。消融損傷指數(shù)（ablation index，AI）是反映消融損傷程度的有效指標(biāo)［4］，包含了導(dǎo)管-組織接觸力（contact force，CF）、消融功率、消融時(shí)間三要素，在歐洲和美國(guó)AF的CPVI治療中被廣泛應(yīng)用。在我國(guó)，由于多種因素，AI計(jì)算軟件目前僅對(duì)少部分操作經(jīng)驗(yàn)豐富的術(shù)者開(kāi)放，導(dǎo)致大多數(shù)術(shù)者無(wú)法在AI指導(dǎo)下完成CPVI的高效消融。時(shí)間-壓力積分（force-time integral，F(xiàn)TI）是較AI更早出現(xiàn)的指導(dǎo)CPVI消融的損傷預(yù)測(cè)指標(biāo)，包含了CF和消融時(shí)間兩要素。由于FTI未納入消融功率這一重要參數(shù)，近年來(lái)已逐漸被放棄使用，因此我國(guó)大多數(shù)術(shù)者并不知曉該指標(biāo)，導(dǎo)致這些術(shù)者在AF消融過(guò)程中僅憑借每一消融點(diǎn)的消融時(shí)間、阻抗變化或局部電圖變化來(lái)判斷每一消融點(diǎn)的消融效果。由于AI和FTI均包含CF和消融時(shí)間兩要素，而消融功率在消融過(guò)程中為設(shè)定的不變量，因此盡管FTI和AI的計(jì)算公式不同［5］，本研究假設(shè)在一定CF和消融時(shí)間范圍內(nèi)，F(xiàn)TI值與AI值之間存在某種相關(guān)性，即特定水平的FTI值對(duì)應(yīng)特定水平的AI值。如果這一假設(shè)成立，由于 FTI計(jì)算軟件面向所有術(shù)者，術(shù)者就可以在術(shù)中通過(guò)FTI值估測(cè)可能的AI值，取得與應(yīng)用AI軟件的類(lèi)似效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效的CPVI。為此，本研究嘗試探討FTI值與AI值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

1 對(duì)象與方法

1.1 患者選擇與消融策略

入選北京大學(xué)第一醫(yī)院2020年7—9月在Carto 3（Biose nse Webster，Inc）三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)指導(dǎo)下首次接受CPVI治療的AF患者40例?；颊呔炇鹬橥鈺?shū)。對(duì)首次接受AF消融治療的患者，本中心僅行CPVI治療。在CPVI過(guò)程中，2次穿刺房間隔，經(jīng)8.5 F長(zhǎng)鞘管分別將壓力感知導(dǎo)管ThermoCool SmartTouch（Biosense Webster， Diamond Ba r，CA，USA）和多電極標(biāo)測(cè)導(dǎo)管Penta Ray（Biosense Webster，Inc）送入左心房。應(yīng)用PentaRay構(gòu)建左心房及肺靜脈三維解剖結(jié)構(gòu)后，將PentaRay分別送入左上肺靜脈和右上肺靜脈，監(jiān)測(cè)左側(cè)和右側(cè)CPVI消融時(shí)肺靜脈的電位變化。完成雙側(cè)CPVI后，驗(yàn)證肺靜脈電位隔離情況。如果局部肺靜脈電位恢復(fù)傳導(dǎo) ，則進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)消融。

1.2 消融設(shè)置及消融損傷點(diǎn)篩選

消融時(shí)，所有消融損傷由Carto 3三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)中的VisiTag軟件根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動(dòng)標(biāo)注，這在本研究組既往關(guān)于VisiTag軟件參數(shù)設(shè)置的研究中有詳細(xì)闡述［6］。因AI值達(dá)標(biāo)時(shí)間明顯短 于FTI值達(dá)標(biāo)時(shí)間，因此在應(yīng)用AI值作為單次消融終點(diǎn)時(shí)，將消融時(shí)導(dǎo)管最少穩(wěn)定時(shí)間改為8 s，其余參數(shù)設(shè)置與既往研究相同，即消融中導(dǎo)管移動(dòng)范圍≤3 mm、 導(dǎo)管最少穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)平均CF≥5 g的時(shí)間≥50%。每次消融損傷目標(biāo)值設(shè)定為前壁和頂部450≤AI≤550，后壁和下壁350≤AI≤400［7-8］。功率設(shè)置為后壁25～30 W，其他部位30～40 W。當(dāng)出現(xiàn)下列情況時(shí)，消融損傷點(diǎn)將被排除在分析之外：（1）消融時(shí)CF＞40 g；（2）消融 時(shí)CF≤5 g；（3）消融時(shí)發(fā)生氣化現(xiàn)象；（4）因疼痛明顯導(dǎo)致消融功率不足25 W；（5）未達(dá)到AI目標(biāo)值。

1.3 消融損傷點(diǎn)分析

術(shù)后應(yīng)用三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)置的應(yīng)用軟件采集每一消融損傷點(diǎn)的AI值和對(duì)應(yīng)的FTI值。首先以功率分為25 W組、30 W組、35 W組和40 W組。然后組內(nèi)數(shù)據(jù)按照AI值進(jìn)一步分為350組、400組、450組、500組及550組，每組包括的AI值均在該組值±25的范圍內(nèi)。由于CF及消融時(shí)間對(duì)FTI值和AI值的計(jì)算均會(huì)產(chǎn)生明顯影響，為減少各消融損傷點(diǎn)CF和消融時(shí)間明顯差異對(duì)FTI和AI相關(guān)性計(jì)算的影響，進(jìn)一步按照消融時(shí)間相差不足5 s和CF相差不足5 g進(jìn)行分組。各組計(jì)算四分位數(shù)，取兩個(gè)四分位節(jié)點(diǎn)25%和75%作為篩選條件，對(duì)落入該范圍內(nèi)的AI值和FTI值進(jìn)行分析。研究方法見(jiàn)圖1。

圖1 研究流程

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有統(tǒng)計(jì)分析均使用SPSS（version 25， IBM Corp.，Armonk，NY）進(jìn)行。連續(xù)變量使用均值±標(biāo)準(zhǔn)差或中位數(shù)與四分位數(shù)間距表示。非配對(duì)組比較采用studentt檢驗(yàn)或Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，分類(lèi)變量以頻率或百分比表示，并采用χ2或Fisher精確檢驗(yàn)進(jìn)行比較。pearson相關(guān)系數(shù)用于評(píng)估變量之間的相關(guān)性。采用單因素和多因素Logistic回歸模型評(píng)估AI值和FTI值的關(guān)系。用P＜0.05的單變量預(yù)測(cè)變量進(jìn)入多變量，將單因素模型中P＜0.05的變量納入多因素Logistic模型，使用Logistic回歸來(lái)解釋變量之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的共線(xiàn)性。對(duì)獨(dú)立預(yù)測(cè)因素進(jìn)行受試者工作特征曲線(xiàn)（receiver operating characteristic curve，ROC）分析。設(shè)定落在節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的AI值均為1，超出范圍的AI值均為0，做ROC曲線(xiàn)圖，以ROC曲線(xiàn)下面積0.9為界值進(jìn)行有效性判斷。對(duì)符合有效性的ROC曲線(xiàn)計(jì)算曲線(xiàn)下面積并求出該FTI組所對(duì)應(yīng)的切點(diǎn)值，以明確FTI值與AI值可能的對(duì)應(yīng)關(guān)系。所有檢測(cè)均為雙側(cè)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者基本情況及消融情況

40例AF患者中陣發(fā)性AF 31例（77.5%），男28例（70.0%），平均年齡（67.1±5.4）歲。其中，冠心病12例（30.0%），高血壓病27例（67.5%），糖尿病11例（27.5%），卒中或短暫性腦缺血發(fā)作5例（12.5%）。CHA2DS2-VASc評(píng)分0分6例、1分12例、2分10例、3分9例、4分1例、5分1例、6分1例。

2.2 患者射頻消融情況

40例AF患者手術(shù)時(shí)程（156.3±41.8）min，消融時(shí)間（5 7.8±1 2.7）m i n，曝光時(shí)間（10.6±3.4）min，曝光劑量（119.4±76.0）mGry，阻抗下降絕對(duì)值（16.3±8.7）Ω。完成CPVI后驗(yàn)證肺靜脈隔離情況，總消融點(diǎn)數(shù)3 124個(gè)，消融點(diǎn)間距≤5 mm，即刻的單圈隔離率為81%，補(bǔ)點(diǎn)消融后CPVI隔離率為100%。3例患者術(shù)后出現(xiàn)少量反應(yīng)性心包滲液，無(wú)壓塞癥狀；1例患者出現(xiàn)術(shù)后吞咽輕微不適，但第2天癥狀消失。隨訪(fǎng)至今，34例患者無(wú)AF及房性心動(dòng)過(guò)速再發(fā)。

2.3 不同AI值及CF對(duì)應(yīng)的FTI切點(diǎn)值

在剔除部分不滿(mǎn)足入選條件的消融損傷點(diǎn)后，共納入2 747個(gè)消融損傷點(diǎn)，分為75個(gè)亞組。因進(jìn)一步剔除不滿(mǎn)足ROC曲線(xiàn)下面積≥0.9亞組的相關(guān)性數(shù)據(jù)，且考慮到亞組消融損傷點(diǎn)數(shù)過(guò)少會(huì)減弱數(shù)據(jù)分析的可信度，再將不足20個(gè)消融損傷點(diǎn)的亞組剔除，最終分析1 948個(gè)消融損傷點(diǎn)、32個(gè)亞組。由于FTI為消融時(shí)間和CF的乘積，因此某一FTI值和CF值必定對(duì)應(yīng)相應(yīng)的消融時(shí)間，基于這一考慮，將數(shù)據(jù)結(jié)果匯總為表1。此外，不同AI目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的FTI值見(jiàn)圖2。以左心房后壁線(xiàn)AI目標(biāo)值400為例，消融功率25 W，CF在6～10 g、11～15 g、16～20 g和21～25 g時(shí)，F(xiàn)TI切點(diǎn)值分別為278 gs、275 gs、316 gs和348 gs；消融功率30 W，CF在6～10 g、11～15 g、16～20 g、21～25 g時(shí)，F(xiàn)TI切點(diǎn)值分別為183 gs、206 gs、235 gs和243 gs。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析后發(fā)現(xiàn)，在相同AI目標(biāo)值和同一輸出功率下，CF每增加5 g，對(duì)應(yīng)的FTI目標(biāo)值會(huì)增加約10%。如目標(biāo)AI為400和輸出功率為30 W時(shí)，11～15 g組FTI目標(biāo)值較6～10 g組FTI目標(biāo)值提高約10%，而16～20 g組FTI目標(biāo)值較11～15 g組FTI目標(biāo)值提高約10%，以此類(lèi)推。

表1 不同AI 值及CF 對(duì)應(yīng)的FTI 切點(diǎn)值

圖2 不同F(xiàn) TI 值與AI 值的對(duì)應(yīng)關(guān)系

3 討論

文獻(xiàn)報(bào)道CPVI在AF射頻消融治療中具有不可替代的重要地位，因此安全、高效、持久地實(shí)現(xiàn)CPVI是AF射頻消融治療成功的保障。隨著壓力感知導(dǎo)管問(wèn)世、消融損傷自動(dòng)標(biāo)注軟件出現(xiàn)，量化消融成為CPVI治療的標(biāo)準(zhǔn)方案。AI作為Carto 3三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)的量化指標(biāo)，已被證實(shí)可顯著提高CPVI的即刻成功率和減少AF的遠(yuǎn)期復(fù)發(fā)率。Hussein等［9］對(duì)178例AF消融患者研究發(fā)現(xiàn)，AI指導(dǎo)組的CPVI即刻肺靜脈電位恢復(fù)率為6%，遠(yuǎn)低于CF指導(dǎo)組的13%（P=0.02）。隨訪(fǎng)12個(gè)月，房性心動(dòng)過(guò)速?gòu)?fù)發(fā)率在AI指導(dǎo)組為17%，在CF指導(dǎo)組為37%（P=0.002），這與Hussein等的研究結(jié)果相似。Casella等［10］在對(duì)144例AF消融患者隨訪(fǎng)24個(gè)月后證實(shí)，AI指導(dǎo)的AF復(fù)發(fā)率為15.5%，而CF指導(dǎo)的AF復(fù)發(fā)率為30.6%（P=0.042）。由此可見(jiàn)，AI指導(dǎo)的量化消融可以顯著提高AF射頻消融的成功率。然而在國(guó)內(nèi)，AI計(jì)算軟件僅向少部分技術(shù)成熟的AF消融術(shù)者開(kāi)放，導(dǎo)致大多數(shù)更需要量化消融指標(biāo)參照的非成熟術(shù)者僅能參照阻抗下降、局部電圖變化和CF等反映組織損傷程度特異性相對(duì)較低的指標(biāo)進(jìn)行消融治療。為此，本研究嘗試尋找可以模擬AI指標(biāo)的有效量化指標(biāo)。

FTI是較AI更早出現(xiàn)、反映組織損傷的量化消融指標(biāo)，在既往的研究中也被證實(shí)具有一定的指導(dǎo)價(jià)值。Squara等［11］通過(guò)消融時(shí)腔內(nèi)雙極電圖變化發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)TI≥392 gs可以較好地預(yù)測(cè)心房透壁損傷形成，敏感度0.89、特異度0.93、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值0.98、陰性預(yù)測(cè)值0.67。Okumura等［12］在CPVI后應(yīng)用腺苷三磷酸尋找隱匿心房-肺靜脈電傳導(dǎo)，結(jié)果FTI≥400 gs組的發(fā)生率為4%，而FTI≥300 gs組的發(fā)生率為22%。為此，F(xiàn)TI≥400 gs曾被用作消融損傷充分有效的量化指標(biāo)。然而由于FTI計(jì)算沒(méi)有涵蓋消融功率這一影響消融損傷效果的重要因素，因此在不同消融功率設(shè)置下FTI推薦值的安全性和有效性受到質(zhì)疑，導(dǎo)致FTI這一量化消融指標(biāo)逐漸退出臨床應(yīng)用。然而在應(yīng)用AI軟件時(shí)本研究發(fā)現(xiàn)，三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)在計(jì)算AI值的同時(shí)會(huì)同步計(jì)算出FTI值，意味著可以掌握不同消融功率下的FTI值。Takemoto等［13］的研究表明，應(yīng)用20 W和40 W消融時(shí)，AI目標(biāo)值為350時(shí)產(chǎn)生的最大組織溫度和消融損傷效果相似，提示不同消融參數(shù)狀態(tài)下加權(quán)函數(shù)公式計(jì)算出的相同AI值代表著相似的組織損傷效力。這一結(jié)果似乎也在Casella等［10］的臨床研究中得到了驗(yàn)證。基于上述事實(shí)，本研究通過(guò)分析不同消融功率下相同AI值對(duì)應(yīng)的FTI值，為廣大AF術(shù)者提供一個(gè)在特定消融功率下與目標(biāo)AI值近似的目標(biāo)FTI值，從而幫助無(wú)法應(yīng)用AI軟件的AF消融術(shù)者實(shí)現(xiàn)高效量化的CPVI。

由于Carto 3三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)時(shí)記錄消融數(shù)據(jù)的同時(shí)可同步計(jì)算出相應(yīng)的AI值及和FTI值，使得探討FTI值與AI值的相關(guān)性成為可能。Das等［5］發(fā)現(xiàn)，AI值與FTI值的對(duì)數(shù)存在明確的相關(guān)性，但未探討AI值與FTI值可能的對(duì)應(yīng)關(guān)系。本研究納入40例首次接受CPVI消融治療的AF患者，對(duì)每一消融損傷點(diǎn)對(duì)應(yīng)的消融數(shù)據(jù)，包括消融功率、消融時(shí)間、CF、AI值及對(duì)應(yīng)的FTI值進(jìn)行了詳盡的分組分析?？紤]到推薦FTI值與相應(yīng)AI值對(duì)應(yīng)關(guān)系的準(zhǔn)確性將會(huì)影響到CPVI隔 離的成功率，因此本研究以ROC曲線(xiàn)下面積≥0.9作為參數(shù)推薦的基本要素，使得與相應(yīng)AI值對(duì)應(yīng)的FTI切點(diǎn)值有較高的準(zhǔn)確性。此外，考慮到消融損傷點(diǎn)數(shù)過(guò)少將會(huì)影響數(shù)據(jù)的可信度，本研究剔除了消融損傷點(diǎn)數(shù)不足20的亞組。基于上述原因，最終對(duì)1 948個(gè)消融損傷點(diǎn)的AI值與FTI值的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了分析。本研究有如下發(fā)現(xiàn)：（1）盡管AI與FTI的計(jì)算公式不同，但AI計(jì)算值與FTI計(jì)算值存在明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系；（2）在相同消融功率下，隨著CF的增加，與同一A I目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的FTI值逐步增長(zhǎng)；（3）隨著消融功率的增加，同一AI目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的FTI值逐漸減少；（4）在同一消融功率下，盡管AI目標(biāo)值相同，隨著CF的增大所需達(dá)到的FTI值也逐步增大；（5）由于在相同消融功率和AI目標(biāo)值下不同CF對(duì)應(yīng)的FTI值不同，因此由不同CF和消融時(shí)間計(jì)算出的相同F(xiàn)TI值不具備等效性。通過(guò)上述發(fā)現(xiàn)，本研究明確了FTI值與AI值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)明確不同消融時(shí)間和CF對(duì)應(yīng)的相同F(xiàn)TI值不具備等效性，為需要借助FTI數(shù)值完成CPVI量化消融的術(shù)者提供了數(shù)據(jù)支持和理論支持。

本研究為單中心小樣本研究，F(xiàn)TI值與AI值的精確相關(guān)性需要更大規(guī)模的數(shù)據(jù)研究。本研究未詳細(xì)探討各種CF、消融功率和消融時(shí)間對(duì)FTI值與AI值相關(guān)性的影響，但選取的CF分組、消融功率設(shè)置均為臨床常用設(shè)置，因此具有較強(qiáng)的實(shí)用性。本研究缺乏對(duì)術(shù)后患者AF復(fù)發(fā)的中、遠(yuǎn)期隨訪(fǎng)，但研究所用AI目標(biāo)值的長(zhǎng)期有效性已被既往研究證實(shí)。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突