心外膜消融室性心律失常研究進(jìn)展

游斌權(quán) 喻榮輝

心臟性猝死(sudden cardiac death,SCD)是嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題,每年全球有超過500萬人發(fā)生SCD,占所有心血管死亡的50%[1]。在中國,SCD的發(fā)生率為每年41.84/10萬,相當(dāng)于每分鐘就有1人發(fā)生SCD。SCD的主要原因是惡性心律失常,包括室性心動過速(以下簡稱室速)、心室顫動(以下簡稱室顫)或者緩慢心律失常,但主要是室速、室顫。室性心律失常包括室性期前收縮(以下簡稱室早)、室速和室顫。導(dǎo)管射頻消融(以下簡稱導(dǎo)管消融)術(shù)可治愈室性心律失常,大多數(shù)室性心律失常經(jīng)心內(nèi)膜導(dǎo)管消融可獲得成功。然而,部分室性心律失常位點(diǎn)可能分布在心外膜區(qū)域,在此種情況下,單純的心內(nèi)膜導(dǎo)管消融很難取得成功,通常需要進(jìn)行心外膜消融[2]。

臨床中9%～25%室性心律失常的患者經(jīng)心內(nèi)膜導(dǎo)管消融難以成功,需要心外膜消融[2～5]。常見的需心外膜消融的室性心律失常包括器質(zhì)性心臟病室速,如肥厚型心肌病、擴(kuò)張型心肌病,致心律失常性右心室心肌病、Chagas病以及結(jié)節(jié)病等非缺血性心肌病合并的室速,部分心肌梗死后室性心律失常,心臟外科術(shù)后室性心律失常,心電圖高度懷疑心外膜起源的室性心律失常以及心內(nèi)膜途徑消融失敗、高度懷疑心外膜起源的室性心律失常等。Sacher等[4]研究報(bào)道,2001～2007年接受室性心律失常消融的913例患者中,有136例患者是經(jīng)過心外膜通路消融獲得成功。一項(xiàng)Meta分析結(jié)果顯示,無論是缺血性心肌病還是非缺血性心肌病,在室性心律失常復(fù)發(fā)率及全因死亡率等方面,內(nèi)、外膜聯(lián)合標(biāo)測和消融都低于單純心內(nèi)膜[5]。心外膜室性心律失常受到越來越多的關(guān)注,本文就近年來心外膜消融室性心律失常的相關(guān)研究進(jìn)行綜述。

一、心外膜區(qū)域的界定和特點(diǎn)

心外膜(epicardium)是漿膜心包的臟層,由薄層結(jié)締組織構(gòu)成,與大血管外膜相續(xù),并與心肌層的結(jié)締組織相連,內(nèi)含彈性纖維、血管、淋巴管和神經(jīng)。心包膜壁層貼附于心包內(nèi)面,與心外膜相連。壁層與臟層之間為心包腔,腔內(nèi)有少量液體,使壁層與臟層濕潤光滑,利于心臟搏動。心外膜區(qū)域由心外膜界定,心外膜含有多能祖細(xì)胞,可經(jīng)歷上皮到間充質(zhì)轉(zhuǎn)化,遷移到心外膜下,并在心臟發(fā)育期間產(chǎn)生多能間充質(zhì)心外膜衍生細(xì)胞,進(jìn)一步分化為平滑肌細(xì)胞、冠狀動脈血管或成纖維細(xì)胞。心肌和內(nèi)臟心包之間的脂肪組織,稱為心外膜脂肪組織(epicardial adipose tissue,EAT),EAT不僅是一個脂質(zhì)儲存庫,還具有內(nèi)分泌功能[6,7]。心外膜下的纖維脂肪浸潤和心外膜層纖維化也是室性心律失常和房性心律失常的共同基質(zhì)[8]。

心外膜下心肌存在不同的電生理特性。既往研究發(fā)現(xiàn),心外膜下和心內(nèi)膜下心肌之間存在復(fù)極梯度。這種復(fù)極梯度是由于心肌各肌層間的獨(dú)特電特性決定的。與其他心肌細(xì)胞比較,心外膜下心肌細(xì)胞的動作電位持續(xù)時間較短,具有更明顯的速率依賴性,這種心外膜與心內(nèi)膜間存在的跨室壁復(fù)極離散度,在缺血、缺氧狀態(tài)下會進(jìn)一步加強(qiáng),這可能與室性心律失常的發(fā)生呈相關(guān)性[9]。

二、心外膜室性心律失常起源的識別

1.體表心電圖對心外膜起源室性心律失常的識別:重點(diǎn)觀察QRS波群起始部是否緩慢增寬,當(dāng)心室心電激動是心外膜水平開始,激動波初始部分緩慢地穿過心肌壁,到達(dá)心內(nèi)膜下的浦肯野系統(tǒng)。這種緩慢的透壁激動在表面心電圖上表現(xiàn)為QRS起始部緩慢。目前尚無統(tǒng)一的體表心電圖診斷標(biāo)準(zhǔn)來識別心外膜室性心律失常,但是有一些特征對于心外膜室性心律失常識別有幫助[10]:①△波從最早的心室激活到最早的快速偏轉(zhuǎn)測量的波心前導(dǎo)聯(lián)≥34ms(敏感度為83%,特異性為95%);②V2導(dǎo)聯(lián)最早心室激動波R峰值≥85ms(敏感度為87%,特異性為90%); ③QRS≥121ms(敏感度為76%,特異性為85%)。有研究者認(rèn)為,所有 QRS 持續(xù)時間>211ms的患者都有心外膜起源[11]。

2.體表心電圖在心外膜室性心律失常的定位:通常是結(jié)合肢體導(dǎo)聯(lián)進(jìn)行綜合判斷[12]:①Ⅰ導(dǎo)聯(lián)呈Q波的基底、心尖部室性心律失常;②Ⅱ、Ⅲ、aVF導(dǎo)聯(lián)無Q波的基底部室性心律失常;③Ⅱ、Ⅲ、aVF導(dǎo)聯(lián)呈Q波的基底上部、心尖部室性心律失常;④最大轉(zhuǎn)折指數(shù)可識別左心室流出道心外膜室性心律失常。當(dāng)最大轉(zhuǎn)折指數(shù)≥0.55可識別遠(yuǎn)離主動脈竇的心外膜室性心律失常。若Ⅰ導(dǎo)聯(lián)呈Q波且右心室前壁導(dǎo)聯(lián)呈QS,則提示右心室起源心外膜室性心律失常可能性大。同樣,Ⅱ、Ⅲ、aVF導(dǎo)聯(lián)起始Q波,也可在同步電生理標(biāo)測時觀察到位于右心室心外膜起源的激動。Vallès等[13]開發(fā)并驗(yàn)證了一種算法,用于在非缺血性心肌病患者中識別起源于基底上左心室和外側(cè)左心室的心外膜室性心律失常,敏感度和特異性均超過90%。該算法包括下壁導(dǎo)聯(lián)中無Q波,以及以下情況之一:① △波≥75ms;② 一個最大偏轉(zhuǎn)指數(shù)(從最早的心室激活到任何心前導(dǎo)聯(lián)中最大幅度偏轉(zhuǎn)的峰值除以QRS持續(xù)時間)≥0.59ms; ③Ⅰ導(dǎo)聯(lián)中有Q波。

心內(nèi)膜標(biāo)測對心外膜起源室性心律失常的識別:心電圖在確定心外膜室性心律失常的診斷并不總是可靠的。心外膜室性心律失常具有高度的基質(zhì)和區(qū)域特異性,僅依靠心電圖的QRS波形特征無法可靠地識別缺血性心臟病中需要心外膜消融的室速。心內(nèi)膜激動標(biāo)測對識別心外膜室性心律失常的起源有較大幫助[14]。出現(xiàn)以下情況時,提示室速折返環(huán)位于心外膜和(或)心外膜起源: ①無法標(biāo)測到心室激動的最早點(diǎn)或其呈現(xiàn)低電壓電位(<0.15mV),提示遠(yuǎn)場電位; ②出現(xiàn)寬大碎裂的局部性心內(nèi)膜激動波。此外,在消融術(shù)中可持續(xù)誘發(fā)室速也提示可能存在心外膜來源的室速。對于已進(jìn)行心內(nèi)膜標(biāo)測和射頻消融術(shù)但未能終止室速的患者,應(yīng)高度懷疑室速起源于心外膜。對于懷疑起源于左心室基底部的心外膜室速,可通過標(biāo)測冠狀竇及其分支判斷室速來源。

此外,心外膜瘢痕在心外膜室速的診斷中起著重要的提示作用[15]。研究發(fā)現(xiàn),心外膜起源室速的心外膜疤痕面積明顯大于心內(nèi)膜瘢痕面積,這即是非缺血性心肌病室速行心內(nèi)膜導(dǎo)管消融成功率低的原因。對于室速患者,臨床可以進(jìn)行相關(guān)影像學(xué)檢查,評估心外膜是否存在瘢痕。如果存在大量的瘢痕或低電壓區(qū),可能需要進(jìn)行心外膜消融。如果存在右心室心肌病或非缺血性心肌病,外膜室速可能性較大,可考慮行外膜消融。如果以上條件均不符合,可以考慮以心內(nèi)膜消融為主。CT 或磁共振成像檢查可以幫助識別心外膜瘢痕組織,與手術(shù)中電解剖的電壓圖配合,可用于確定心外膜消融的位置。近年來,人工智能在心電圖的診斷及心律失常定位方面的研究越來越多。Zhou等[16]開發(fā)了一種程序自動心律失常起源定位系統(tǒng),通過激活標(biāo)測和(或)起搏標(biāo)測分析心電變化,評估結(jié)構(gòu)性心臟病患者室速出口和室早起源部位。研究結(jié)果顯示,程序自動心律失常起源定位系統(tǒng)與實(shí)際心律失常起源位置有較高的一致性。

三、心外膜消融室性心律失常的研究

1996 年,Sosa等[17]首次報(bào)道應(yīng)用經(jīng)皮劍突下途徑穿刺心包來完成室速的心外膜標(biāo)測和消融。隨后,該技術(shù)在室性心律失常導(dǎo)管消融領(lǐng)域逐漸推廣。傳統(tǒng)的經(jīng)皮入路是從劍突下進(jìn)行,X線下雙平面透視有助于評估穿刺針頭在前路和后路(下)的入路。右前斜投影有助于確定基底與頂端入路角度。左前斜投影有助于識別形成右心邊界的右心室游離壁。當(dāng)穿刺針頭進(jìn)入心臟下緣時,心臟搏動以及檢測到的損傷電流或心室異位搏動都有助于表示與壁心包接觸。通過這種方式可順利完成心包穿刺,建立心外膜消融路徑,開展心外膜室速的消融。Darma等[18]報(bào)道一項(xiàng)單中心心外膜室速的研究,納入236例心外膜室速患者,其中89%為非缺血性心肌病,90%為男性,患者平均年齡為60歲,平均左心室射血分?jǐn)?shù)為38.4%,在術(shù)后的22個月的隨訪中,有12例(5%)患者出現(xiàn)了與手術(shù)相關(guān)的主要并發(fā)癥。在隨訪結(jié)束前,47例(20%)患者死亡,9例(4%)患者接受了左心室輔助裝置植入,10例(4%)患者接受了心臟移植。心內(nèi)膜/心外膜聯(lián)合入路的心外膜室性心律失常消融的短期成功率為87%,長期成功率為71%。

為了提高穿刺成功率和安全性,2013年,Jason等[19]使用電解剖標(biāo)測系統(tǒng)創(chuàng)建了右心室心內(nèi)膜電壓圖,并通過將穿絲針頭連接到無菌電極夾上,將穿刺針頭與電解剖標(biāo)測系統(tǒng)集成在一起,實(shí)現(xiàn)穿刺針的三維可視化。2020年,喻榮輝等[20]進(jìn)行了三維標(biāo)測系統(tǒng)指導(dǎo)下的心包穿刺的動物實(shí)驗(yàn),以健康豬為實(shí)驗(yàn)動物,在三維電解剖標(biāo)測系統(tǒng)指導(dǎo)下,利用SmartTouch壓力導(dǎo)管進(jìn)行左右心室的三維重建,然后使用Carto Sound超聲導(dǎo)管重建心外膜外殼,心包穿刺針被設(shè)置為一個電極,并連接于三維電解剖標(biāo)測系統(tǒng),可視化觀察心包穿刺過程,對穿刺針經(jīng)過組織如縱隔、心外膜等組織的電學(xué)變化進(jìn)行監(jiān)測,較好地完成可視化心包穿刺。該試驗(yàn)為三維可視化心包穿刺的臨床應(yīng)用提供依據(jù),并被部分電生理中心進(jìn)行臨床驗(yàn)證。

對于曾經(jīng)接受過心臟手術(shù)的患者來說,由于手術(shù)通常會導(dǎo)致心包粘連和解剖變形,常規(guī)的經(jīng)皮心包穿刺術(shù)容易引起嚴(yán)重的并發(fā)癥,經(jīng)皮劍突下入路可能不適用于這些患者。在這種情況下,可能需要進(jìn)行開胸手術(shù)才能進(jìn)入心包。通常是在體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)支持下,通過劍突下小切口,剝離粘連心包暴露心外膜表面,然后在直視下將導(dǎo)引鞘置入心包腔,開展心外膜消融術(shù)[21]。此外,還有報(bào)道通過劍突下入路進(jìn)行聯(lián)合治療,心內(nèi)膜消融和微創(chuàng)心外膜消融治療室速,獲得較好的療效[22]。

四、心外膜消融室性心律失常的并發(fā)癥

心外膜室性心律失常消融的并發(fā)癥為5%～25%,最常見的是急性術(shù)后心包炎,其機(jī)制可能與最初的心包組織穿刺引發(fā)的炎性反應(yīng),以及在心包腔中進(jìn)行導(dǎo)絲和導(dǎo)管操作和組織的消融等有關(guān)[23]。大多數(shù)心包炎病例是自限性的,并對非甾體類抗炎藥有效。在動物模型中研究發(fā)現(xiàn),向心包間隙將糖皮質(zhì)激素可以減少心包炎的發(fā)生[24]。心外膜室性心律失常消融術(shù)最嚴(yán)重的并發(fā)癥是心臟壓塞,通常是由于冠狀動脈血管損傷所致,可危及生命[25]。心外膜射頻消融在心外膜進(jìn)行,而人體的冠狀動脈主要分布在心肌表面,因此,在進(jìn)行心外膜射頻消融時,很容易損傷冠狀動脈。目前的指南建議消融導(dǎo)管和冠狀動脈之間保持5mm的距離,以避免血管損傷,同時也要注意冠狀靜脈系統(tǒng)的位置[26]。在臨床中為避免心包穿刺時及射頻消融時損傷冠脈血管,通常進(jìn)行冠狀動脈造影以顯示冠狀動脈血管的相對位置,在心包穿刺及消融時避開這些血管。Subramanian等[27]利用多模態(tài)融合影像技術(shù)將經(jīng)三維標(biāo)測系統(tǒng)構(gòu)建的心臟三維模型與冠狀動脈CTA/冠狀動脈造影構(gòu)建的心臟血管融合,形成具有心臟血管分布的復(fù)合心臟模型,此模型在三維影像中融合了冠狀動脈血管影像位置,可用于三維可視化心包穿刺,并順利完成心外膜室速消融手術(shù)。

五、展 望

進(jìn)入21世紀(jì)以來,我國關(guān)于心外膜消融室性心律失常的研究取得了顯著的進(jìn)展,對于一些心律失常患者,特別是室速患者,異常電活動可能發(fā)生在心臟壁內(nèi)或心外膜下心肌中,心外膜消融或聯(lián)合心內(nèi)膜消融可以提高室性心律失常的射頻消融成功率,心外膜消融術(shù)已成為改善或治愈這類患者的關(guān)鍵技術(shù)。然而,在臨床上仍存在一些挑戰(zhàn),包括識別心外膜室性心律失常、選擇適當(dāng)?shù)南诓呗?、?jīng)皮心包穿刺途徑以及心外膜消融時手術(shù)并發(fā)癥等問題。因此,加強(qiáng)心外膜室性心律失常的研究非常必要。我們可以學(xué)習(xí)和借鑒國內(nèi)外的手術(shù)方式,提高心外膜室性心律失常消融的有效性和安全性,并積極穩(wěn)妥地推廣心外膜室性心律失常消融技術(shù),讓更多的室性心律失?；颊呤芤?。