高功率短時程消融在肺靜脈隔離中的應(yīng)用進(jìn)展

鐘曉 陳琦

肺靜脈隔離(PVI)是心房顫動(簡稱房顫)導(dǎo)管消融的基石[1],射頻(RF)是目前PVI應(yīng)用最廣泛的能量來源,出于并發(fā)癥的考慮,如心臟穿孔、心包壓塞、氣體爆裂(steam pop,Pop)、心房食管瘺等,傳統(tǒng)RF 消融采取低功率長時程(LPLD)方式,隨著壓力灌注消融導(dǎo)管在臨床上的使用以及消融指數(shù)(AI)或損傷大小指數(shù)(LSI)的出現(xiàn),最近提出的高功率短時程(HPSD)消融策略用于PVI正越來越被引起關(guān)注。筆者就HPSD 消融的熱力學(xué)機(jī)制、損傷特性及用于臨床的安全性、有效性進(jìn)行綜述,以提供最新證據(jù),合理、適當(dāng)運(yùn)用此策略。

1 HPSD射頻消融概念和熱力學(xué)機(jī)制

傳統(tǒng)LPLD 消融一般為每點功率25～35 W,消融時間20～60 s,根據(jù)國內(nèi)外報告,近來提出的HPSD 逐點消融為40～90 W,時間4～15 s。肺靜脈電傳導(dǎo)恢復(fù)與心肌組織水腫和非透壁性損傷相關(guān)[2－3],RF 消融過程熱損傷包含兩個階段,即阻抗式加熱和傳導(dǎo)式加熱。阻抗式加熱使局部組織溫度快速上升＞50℃,導(dǎo)致心肌細(xì)胞即刻、不可逆損傷,在消融早期起主導(dǎo)作用;傳導(dǎo)式加熱是通過阻抗熱源被動地向深部及周圍組織傳遞熱力,隨距離的增加而溫度衰減迅速,溫度＜50℃時而造成潛在的可逆性損傷(水腫),在消融晚期起主導(dǎo)作用。長時間消融產(chǎn)生的難以控制的深部損傷可能會增加心臟外結(jié)構(gòu)受損的風(fēng)險,如食管或者膈神經(jīng),因此,最佳的消融熱量傳遞是增加阻抗熱使肺靜脈周圍組織產(chǎn)生即刻、不可逆損傷而減少傳導(dǎo)熱帶來的可逆性損傷及附帶傷害。HPSD消融被認(rèn)為有利于改善阻抗熱和傳導(dǎo)熱的關(guān)系,實現(xiàn)PVI的均一、透壁性損傷,如Leshem 等[4]動物實驗表明HPSD 消融(90 W/4 s)的右房損傷線全部實現(xiàn)了連續(xù)性、透壁消融,常規(guī)消融(25 W/20 s)則有25%損傷線存在間隙(Gap)并有29%的消融點未完全透壁。

2 HPSD消融損傷的生物理化特點

HPSD 消融以阻抗熱損傷為主,理論上,HPSD 是快速、徹底損傷局部組織,盡可能避免傳導(dǎo)熱帶來的深部損傷,產(chǎn)生的損傷是“寬而淺”的。Bhaskaran等[5]動物實驗報道40 W/30 s、50 W/5 s、60 W/5 s、70 W/5 s、80 W/5 s的損傷大小,所有消融點均為透壁性,平均損傷深度分別為2.4、2.3、2.2、2.1、2.4 mm,平 均 損 傷 直 徑 為9.1、7.6、7.7、7.5、8.3 mm,在損傷深度及寬度上無顯著差異,但50 W/5 s和60 W/5 s無Pop及鄰近肺損傷等發(fā)生;Bourier等[6]比較LPLD 消融(30 W/30 s)與HPSD 消融(50 W/13 s,60 W/10 s,70 W/7 s,80 W/6 s)的損傷模型,兩者在損傷體積及AI值上無顯著差異,但HPSD 組的損傷直徑更大而深度更小;Leshem 等[4]與Barkagan等[7]均表明HPSD 消融較常規(guī)消融損傷直徑更寬,而深度差別不大。人體左房心肌厚度在1～3 mm[8－9],HPSD 消融足以產(chǎn)生透壁、不可逆的損傷,同時因需維持導(dǎo)管穩(wěn)定(受心跳、呼吸、身體移動影響)進(jìn)行有效消融時間更少,可減少長時間消融過程中導(dǎo)管不穩(wěn)定造成的組織水腫。Barkagan等[7]進(jìn)行的活體豬動物實驗HPSD 消融(90 W/4 s)較LPLD 消融(30 W/30 s)術(shù)后30天的連續(xù)透壁損傷線數(shù)量更多,這說明了HPSD 消融的損傷持久性更好,且只在LPLD 組中觀察到肺的實質(zhì)性損傷。HPSD 消融的這種“淺而寬”的特性,無疑適用于薄的心房組織消融,在實現(xiàn)完全透壁性損傷同時避免深部附帶傷害,減少Gap使消融點之間的連續(xù)性更好,并保留持久性損傷。

3 HPSD射頻消融的臨床研究

3.1 房顫HPSD 消融的安全性及有效性

3.1.1 安全性 既往限制高功率消融應(yīng)用主要出于安全性考慮,尤其是左房后壁消融時對食管的損傷,不過近期一些研究證實了房顫HPSD 消融的安全性。Baher等[10]利用釓延遲增強(qiáng)(LGE)磁共振成像(MRI)來評估食管的熱損傷,HPSD 消融(50 W/5 s)574例,LPLD 消融(≤35 W,10～30 s)113例,手術(shù)中均使用了食管溫度計,溫度上升≥2℃時停止消融,所有患者術(shù)后24 h接受LGE MRI評估食管損傷,兩組急性食管損傷發(fā)生率及嚴(yán)重程度相似(無增強(qiáng):64.8%vs 57.5% ,輕 微:21.0%vs 28.3% ,中 等:11.5%vs 11.5%,嚴(yán)重:2.8%vs 2.7%,P＝0.370),無心房食管瘺發(fā)生;Winkle等[11]通過大規(guī)模的回顧性研究4家房顫消融經(jīng)驗豐富的中心,在10 284例患者共進(jìn)行13 974次房顫HPSD 消融(45～50 W/2～15 s),其中11 436次左房后壁消融為45～50 W,時間2～10 s,2 358次后壁消融降至35 W,時間20 s,死亡率、心包壓塞、肺靜脈狹窄、膈神經(jīng)損傷、Pop發(fā)生率分別為0.014%、0.24%、0.014%、0.014%、0.014%,值得注意的是在后壁消融35 W 較45～50 W 心房食管瘺發(fā)生率反而增加(0.12%vs 0.0087%,P＝0.021)。Chen等[12]對120例房顫患者進(jìn)行AI指導(dǎo)下的高功率(AI-HP,50 W)PVI,術(shù)后3天內(nèi)均接受食管內(nèi)鏡檢查,無論是否有食管溫度計監(jiān)測(＞39℃時停止消融),食管損傷發(fā)生率都非常的低且程度較輕。由此可見,HPSD 消融并未增加食管損傷及相關(guān)并發(fā)癥的風(fēng)險,是一項安全、可行的消融策略。

3.1.2 有效性 最早2006年Nilsson等[13]報道使用高功率進(jìn)行PVI,HPSD 消融(45 W/20 s)與LPLD 消融(30 W/120 s)比較,總手術(shù)時間[(94±33)min vs(127±57)min,P＜0.019]、RF時間[(19±14)min vs(36±17)min,P＜0.001]和X線曝光時間[(55±16)min vs(73±23)min,P＜0.001]明顯減少,兩組即刻PVI成功率及并發(fā)癥相似,不過兩者尤其低功率組消融時間相對較長,可能存在一些潛在的風(fēng)險。Vassallo等[14]報道比較HPSD 消融(45～50 W/6 s)與LPLD消融(30 W/30 s)也表明,HPSD 組手術(shù)時間[(106±23)min vs(148±33.6)min,P ＜0.000 01]、左房操作時間[(70.7±18.5)min vs(110±29)min,P＜0.000 01]、總消融時間[(1 909±675.8)s vs(4 558±199)s,P＜0.000 01]分別減少28%、36%、58%,X 線曝光時間[(8.8±6.6)min vs(8.5±3.5)min,P＝0.221]上無差異,兩組均無并發(fā)癥產(chǎn)生。國內(nèi)王炎等[15]比較HPSD 消融(50 W,前壁或底部:7～9 s,后壁或頂部:5～7 s)與LPLD 消融(25～35 W,前壁或底部:25～35 s,后壁或頂部:20～25 s),兩者單圈隔離率(81% vs 78%,P＞0.05)及X 線中位曝光時間(8 min vs 7 min,P＞0.05)無明顯差異,但HPSD 組手術(shù)時間縮短[(139.4±50.7)min vs(173.±53.3)min,P＜0.05]。顯然,HPSD 消融較傳統(tǒng)LPLD 消融減少了RF 和手術(shù)時間,明顯提高了手術(shù)效率,X 線曝光時間取決于對透視的依賴程度,對于較多使用透視的中心HPSD 消融可能有助于減少曝光時間。

3.1.3 AI或LSI輔助HPSD 消融 AI或LSI將功率、消融時間和接觸壓力(CF)整合計算,可對損傷程度進(jìn)行量化評估,被證實改善了房顫消融的損傷形成及PVI成功率和持久性[16－17]。對AI或LSI指導(dǎo)下的高功率消融也已有報道,FAFAAI高功率研究[18]對50 例房顫患者進(jìn)行AI-HP(50W)消融,使用新型56 孔冷鹽水灌注壓力消融導(dǎo)管(Thermocool Smarttouch SF,美國強(qiáng)生公司),AI值設(shè)定為左房前壁550 和后壁400,平均手術(shù)時間、RF 消融時間、X線曝光時間分別為(55.6±6.6)min、(11.2±2.2)min、(6±1.7)min,單圈隔離率達(dá)到92%,1例(2%)有食管的輕微損傷,觀察到4例(4%)Pop發(fā)生,其中3例的CF 較大(＞40 g),提示為避免Pop應(yīng)保持適當(dāng)?shù)腃F,手術(shù)均無主要不良事件發(fā)生。AI-HP消融由于將CF對損傷的影響考慮在內(nèi),使得不同部位消融點更加一致,進(jìn)一步縮短了手術(shù)時間和提高單圈隔離率,Okamatsu等[19]與Castrejón-Castrejón等[20]也使用AI-HP(50W)消融顯示了其高效性,手術(shù)時間明顯縮短,首圈隔離率更高并且降低了急性的肺靜脈電傳導(dǎo)恢復(fù)。王溫立等[21]在Carto3三維標(biāo)測系統(tǒng)AI指導(dǎo)下應(yīng)用壓力監(jiān)測導(dǎo)管行PVI及心房線性消融(肺靜脈前壁和嵴部AI≥400,后壁、頂部和下壁AI≥300),結(jié)果116例房顫患者,隨訪(9.1±3.2)個月(3例失訪),陣發(fā)性和持續(xù)性房顫患者的消融成功率分別為90.4%及87.5%。孫國建等[22]報道LSI指導(dǎo)下高功率(前壁:50 W,后壁:40 W)與常規(guī)消融(30 W),LSI預(yù)設(shè)為前壁及頂部5.0～6.0,后壁及底部4.0～4.5,結(jié)果表明HPSD 組較常規(guī)消融組的手術(shù)時間在陣發(fā)性房顫[(88.6±31.7)min vs(105.5±35.5)min,P＜0.01]及持續(xù)性房顫[(93.3±39.4)min vs(115.6±40.8)min,P＜0.01]中均更少,肺靜脈單圈隔離成功率(75.7%vs 71%,P＞0.05)及X 線曝光時間[(9.2±10.7)min vs(13.3±11.4)min,P＞0.05]無明顯差異,兩組患者均無嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生,Winkle等[23]與段江波等[24]報道了相似的研究結(jié)果。AI或LSI為HPSD 消融提供了一個局部消融終點,上訴研究表明了其安全和有效性,不過不同中心設(shè)定的AI或LSI值有所不同,在心房不同部位消融的最佳值還需進(jìn)一步研究。

3.1.4 單極信號改變輔助HPSD 消融 單極信號改變(USM)也被認(rèn)為是房顫逐點RF消融過程中一個有效的能量傳遞終點,展示了較好的竇性心律維持率[25－26]。最近Ejima等[27]研究表明由USM 輔助下的高功率消融,在安全、高效消融的同時提高了手術(shù)結(jié)果,研究納入高功率消融及常規(guī)消融各60例,高功率組為50 W 消融,USM 后3～5 s停止消融,常規(guī)功率食管附近為25 W,其它部位30～40 W,USM 后5～10 s停止消融,結(jié)果高功率組較常規(guī)功率組急性肺靜脈電傳導(dǎo)恢復(fù)率更低(62%vs 78%,P＝0.046),手術(shù)時 間[(119.3±28.1)min vs(140.1±51.2)min,P＝0.04]、X線中位曝光時間(0.6 min vs 9.5 min,P＜0.0001)、RF時間[(17.9±7.2)min vs(34.9±12.7)min,P＜0.0001]均 減 少 且無不良并發(fā)癥發(fā)生,在術(shù)后12個月高功率組無復(fù)發(fā)率更高(88.3%vs 73.3%,P＝0.0423)。不過,通過USM 指導(dǎo)PVI均在陣發(fā)性房顫患者中進(jìn)行,因單極信號分析需要穩(wěn)定的竇性心律而對于持續(xù)性房顫可能不太適合。

3.2 超高功率短時程消融

此外,有兩項超高功率短時程(v HPSD)消融用于臨床的研究報道,展示了其安全性并不亞于常規(guī)消融,但顯著提高了手術(shù)效率。Kottmaier等[28]報道比較了97 例v HPSD消融(70 W/5～7 s)與100例LPLD 消融(30～40 W/20～40 s),v HPSD 組與LPLD 組分別有3例和2例發(fā)生心包積液但無心臟壓塞,腹股溝血管并發(fā)癥分別有10例和15例,兩者無明顯差異,但v HPSD 手術(shù)時間[(89.5±23.9)min vs(111.15±27.9)min,P＜0.001]、RF 時 間[(12.4±3.4)min vs(35.6±12.1)min,P＜0.001]、肺靜脈電傳導(dǎo)恢復(fù)明顯更低(13%vs 55%,P＜0.001),曝光時間[(6.3±3.9)min vs(6±3.8)min,P＝0.64]相似。QDOT-FAST 研究[28]使用更高功率90 W 進(jìn)行PVI,它是一項前瞻性、多中心的單臂臨床試驗研究,對來自4 個國家的52 例陣發(fā)性房顫患者進(jìn)行v HPSD(90 W/4 s)消融,使用一種新的具有微電極和優(yōu)化溫控的壓力導(dǎo)管(QDOT micro,美國強(qiáng)生公司),結(jié)果表明有效性方面,術(shù)后3個月94.2%的病人維持了竇性,平均總手術(shù)時間、總消融時間、左房操作時間和曝光時間分別為105.2、46.0、81.7、6.6 min,安全性方面有2例不良事件(1例假性動脈瘤和1例無癥狀性血栓栓塞)發(fā)生,6例通過顱腦MRI確定為隱匿性腦損傷,無死亡、卒中、心房食管瘺、肺靜脈狹窄等發(fā)生。

3.3 房顫HPSD 消融的臨床結(jié)果

除安全性與有效性外,心律失常復(fù)發(fā)的臨床結(jié)果也是評價HPSD 消融的重要因素。Nilsson 等[13]平均隨訪15 個月,HPSD 消融組與標(biāo)準(zhǔn)消融組竇性心律維持率分別為76%及74%,Bunch等[30]從既往接受1 033例首次房顫消融的病人中按傾向性評分1∶1匹配,HPSD(前壁:50 W/5～15 s,后壁:50 W/2～3 s)消融組與LPLD(前壁:30 W/10～20 s,后壁:30 W/5 s)消融組各402人,隨訪3年結(jié)果顯示,房顫1年復(fù)發(fā)率(12.9%vs 16.2%,P＝0.19)和3年(26.5%vs 30.7%,P＝0.23)相似,不過HPSD 組心房撲動1年發(fā)生率(11.2%vs 7.2%P＝0.03)和3年(21.8%vs 16.1% ,P＝0.06)的風(fēng)險增加,需要再次消融的患者更多(30%vs 21%,P＝0.002),這可能與HPSD 組后壁消融總能量傳遞不足有關(guān)。Vassallo等[14]在HPSD 消融與LPLD 消融術(shù)后隨訪6個月房顫復(fù)發(fā)率(12.19%vs 25.71%,P＝0.231)和12個月(17.07%vs 31.42%,P ＝0.14)無 明 顯 差 異,而Kottmaier等[28]v HPSD 消融在1年無房性心律失常發(fā)生率上更高(83.1%vs 65.1%,P＜0.013)。國內(nèi)丁立剛等[31]采用HPSD 對149例房顫(陣發(fā)性94 例、持續(xù)性55 例)進(jìn)行射頻消融,隨訪(5.2±2.2)個月,80%的患者維持竇性心律。從現(xiàn)有報道的臨床結(jié)果看,HPSD 消融與傳統(tǒng)LPLD 消融具有可比性,不過更為長期的HPSD 消融結(jié)果還有待觀察。

4 HPSD消融目前問題及前景展望

目前關(guān)于HPSD 消融的報道為小樣本數(shù)據(jù)或回顧性研究,與傳統(tǒng)LPLD 消融比較尚缺乏多中心的隨機(jī)對照實驗,標(biāo)準(zhǔn)化HPSD 消融流程尚無統(tǒng)一,長期臨床結(jié)果還有待觀察。盡管如此,現(xiàn)報道的HPSD 消融臨床研究結(jié)果大都一致且與前期的動物性研究相符,顯示了HPSD 消融策略在PVI時的安全性和高效性。手術(shù)和消融時間縮短可減少術(shù)者穿戴鉛衣長時間帶來的腰椎和關(guān)節(jié)損害,并且可減少患者鎮(zhèn)靜和麻醉風(fēng)險,緩解長時間消融帶來的不適感。隨著冷凍球囊、射頻球囊、超聲球囊、激光球囊等新技術(shù)的出現(xiàn),提出了“一次性”消融可降低手術(shù)時間,但還需要較長時間的發(fā)展,因此,HPSD 射頻消融在未來相當(dāng)長時間仍有可能通過現(xiàn)有工具和技術(shù)實現(xiàn)PVI和易被獲取接受的優(yōu)勢,接下來需要隨機(jī)對照實驗來證實這種消融策略的益處。