IntellaNav MiFi OI導(dǎo)管消融局部阻抗下降與心肌損傷范圍相關(guān)性研究

丁建 李賽男 金震 張潔 張?jiān)娸?左中印 劉子辰 丁明英 梁明 孫鳴宇 王祖祿

射頻消融術(shù)是一種始于20世紀(jì)80年代的治療心律失常的技術(shù)，利用低電壓高頻（30 kHz～1.5 MHz）電能，在導(dǎo)管頭端和局部心肌組織間轉(zhuǎn)換成熱能，使局部心肌組織升溫、變性、凝固壞死，改變組織自律性和傳導(dǎo)性，從而根治心律失常。射頻消融治療心律失常的有效性和安全性受消融損傷的影響，過小的消融損傷可能導(dǎo)致消融失敗或術(shù)后復(fù)發(fā)，過大的消融損傷可能導(dǎo)致心臟穿孔、心臟破裂及鄰近組織損傷等，因此在消融過程中監(jiān)測(cè)和控制組織損傷至關(guān)重要［1］。臨床消融實(shí)踐中監(jiān)測(cè)阻抗變化可反映組織加熱和提示發(fā)生氣爆和焦痂等組織過熱事件風(fēng)險(xiǎn)［2-5］。然而既往使用的阻抗常為射頻消融儀阻抗（GI），是整個(gè)環(huán)路中的阻抗，不能單純反映導(dǎo)管-組織交界面局部的阻抗情況［6］。一種新型的導(dǎo)管（IntellaNav MiFi OI）可借助導(dǎo)管尖端3個(gè)微電極與近端環(huán)狀電極間形成的局部電場(chǎng)，測(cè)得導(dǎo)管頭端局部阻抗（local impedance，LI）［7］。本研究利用微電極導(dǎo)管進(jìn)行LI指導(dǎo)消融，旨在探究LI下降與消融損傷之間的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 體外實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

本實(shí)驗(yàn)選用10只新鮮離體豬心，均為實(shí)驗(yàn)當(dāng)天購自沈陽市屠宰場(chǎng)。用手術(shù)刀沿左心室前壁和后壁與間隔連接處自二尖瓣環(huán)至心尖切開左心室，獲取左心室游離壁心肌組織。將游離的心肌組織置于盛有0.45%氯化鈉溶液的方形水槽中，使其完全浸沒，用水浴加熱器保持溶液溫度為37℃。將方形水槽放置于最小量程0.5 g的電子秤上，用于記錄實(shí)驗(yàn)過程中的壓力變化。連接背部電極、射頻消融儀、超高密度標(biāo)測(cè)系統(tǒng)（Rhythmia HDx，Boston Scientific）和消融導(dǎo)管（IntellaNav MiFi OI，Boston Scientific），將背部電極及導(dǎo)管頭端完全浸入溶液中，確保環(huán)路連接正常。采用鹽水灌注模式，使用灌注泵調(diào)整消融時(shí)灌注速度為17 ml/min。分別在30 W、40 W、50 W功率下進(jìn)行消融，至下降15 Ω、20 Ω、25 Ω、30 Ω時(shí)終止放電。每次消融前使導(dǎo)管離開心肌組織后進(jìn)行電子稱清零，然后將導(dǎo)管垂直貼靠于左心室心外膜表面，施加壓力使消融過程中電子秤讀數(shù)維持在（10±2）g范圍。記錄消融前后LI和GI數(shù)值及消融時(shí)間。實(shí)驗(yàn)裝置示意圖見圖1A。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置及消融損傷測(cè)量示意 A.實(shí)驗(yàn)裝置示意圖；B.消融損傷測(cè)量示意（a 為表面損傷寬度，b 為最大損傷寬度，c 為最大損傷深度，d 為最大損傷寬度處的深度）Figure 1 Schematic diagram of the experimental model and the ablation lesion dimension

1.2 LI和GI

IntellaNav MiFi OI導(dǎo)管頭端側(cè)壁距頂點(diǎn)2.0 mm處有3個(gè)微電極，微電極通過發(fā)放非刺激交流電（5.0 μA，14.5 kHz）與近端環(huán)狀電極間形成局部電場(chǎng)，通過測(cè)量電壓值進(jìn)而得出LI。3個(gè)微電極測(cè)得的最大LI作為系統(tǒng)顯示的LI值。GI是射頻儀通過導(dǎo)管尖端和背部電極間發(fā)放的交流電所測(cè)得的整個(gè)環(huán)路中電阻。消融前LI和GI為射頻能量發(fā)放前導(dǎo)管以10 g壓力接觸心肌組織時(shí)Rhythmia HDx系統(tǒng)和射頻儀分別記錄的阻抗值，消融后LI和GI為終止放電即刻記錄的相應(yīng)阻抗值。

1.3 消融損傷范圍測(cè)量

剔除消融過程中出現(xiàn)導(dǎo)管移位、壓力變化過大的異常消融點(diǎn)，將剩余有效消融點(diǎn)進(jìn)行消融損傷范圍測(cè)量。左心室心外膜表面測(cè)得的最大消融損傷直徑為表面損傷寬度。然后沿最大消融直徑垂直切開，于橫截面測(cè)量的組織損傷最大橫向距離為最大損傷寬度，組織表面至損傷最低點(diǎn)的垂直距離為最大損傷深度，組織消融損傷的最大寬度處做一水平線，該水平線至與組織表面的垂直距離為最大寬度處的深度。消融損傷測(cè)量示意圖見圖1B。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理和分析。連續(xù)性變量用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用Bonferroni法。兩連續(xù)變量間的相關(guān)性若服從正態(tài)分布則采用Pearson相關(guān)分析，若不符合正態(tài)分布則使用Spearman相關(guān)分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 預(yù)期LI下降與組織損傷范圍

總共進(jìn)行了115次LI指導(dǎo)下射頻消融，預(yù)期LI下降15 Ω、20 Ω、25 Ω、30 Ω組各進(jìn)行了32、27、30、26次消融，各組阻抗相關(guān)參數(shù)及消融損傷范圍見表1。四個(gè)不同預(yù)期LI下降組消融損傷的表面損傷寬度、最大損傷寬度、最大損傷深度、最大寬度處的深度均存在顯著差異，預(yù)期LI下降30 Ω組表面損傷寬度、最大損傷寬度、最大損傷深度、最大寬度處的深度均最大，預(yù)期LI下降15 Ω組表面損傷寬度、最大損傷寬度、最大損傷深度、最大寬度處的深度均最小，損傷范圍隨著各組預(yù)期LI下降幅度的增加呈現(xiàn)增長趨勢(shì)，其中最大損傷深度的增長趨勢(shì)最明顯（圖2～3）。

表1 不同預(yù)期LI 下降組阻抗相關(guān)參數(shù)及消融損傷范圍比較（±s）Table 1 Ablative parameter and lesion dimension among groups of diff erent LI drops（x±s）

表1 不同預(yù)期LI 下降組阻抗相關(guān)參數(shù)及消融損傷范圍比較（±s）Table 1 Ablative parameter and lesion dimension among groups of diff erent LI drops（x±s）

注：GI，射頻消融儀阻抗；LI，局部阻抗。

指標(biāo) 15Ω 組 20Ω 組 25Ω 組 30Ω 組 P 值消融數(shù)（次）32 27 30 26－初始GI（Ω）116.44± 8.10 113.04±11.48 112.23±10.07 108.81±12.06 0.055初始LI（Ω）116.78±13.45 116.59± 7.90 116.80± 9.59 113.19± 7.81 0.487終止GI（Ω）84.03± 8.05 78.19±10.25 76.33±10.00 72.65±12.08 ＜0.001終止LI（Ω）101.53±14.21 96.37± 8.62 92.07±10.08 83.27± 8.23 ＜0.001實(shí)際GI 下降（Ω）32.41± 3.20 34.85± 2.33 35.90± 4.41 36.54± 2.21 ＜0.001實(shí)際LI 下降（Ω）16.06± 1.58 20.30± 1.56 24.93± 1.55 29.65± 1.20 ＜0.001消融時(shí)間（s）13.81± 6.71 17.89± 7.10 21.33± 6.60 28.85±11.31 ＜0.001表面損傷寬度（mm）4.09± 0.34 4.27± 0.41 4.56± 0.42 4.77± 0.34 ＜0.001最大損傷寬度（mm）5.22± 0.56 5.47± 0.53 5.64± 0.44 6.34± 0.76 ＜0.001最大損傷深度（mm）2.26± 0.39 2.76± 0.26 3.24± 0.42 3.99± 0.48 ＜0.001最大寬度的深度（mm）1.17± 0.32 1.32± 0.23 1.41± 0.21 1.69± 0.31 ＜0.001

圖2 不同預(yù)期LI 下降組損傷范圍變化趨勢(shì) A.表面損傷寬度；B.最大損傷寬度；C.最大損傷深度；D.最大寬度處的深度Figure 2 Variation tendency of ablative lesion dimension along with the increase of LI drop

圖3 不同功率下，各預(yù)期局部阻抗下降組的消融損傷范圍實(shí)物Figure 3 Ablative lesion dimensions under diff erent power and LI drops

2.2 實(shí)際阻抗下降與消融損傷范圍相關(guān)性

對(duì)所有消融點(diǎn)的實(shí)際LI下降與消融損傷范圍之間的相關(guān)性進(jìn)一步分析顯示，實(shí)際LI下降與組織消融損傷的表面損傷寬度、最大損傷寬度、最大損傷深度、最大寬度處的深度存在正相關(guān)關(guān)系（r=0.594，P＜0.001；r=0.544，P＜0.001；r=0.852，P＜0.001；r=0.508，P＜0.001），其中與最大損傷深度相關(guān)性最強(qiáng)（圖4）。而分析所有消融點(diǎn)的實(shí)際GI下降與消融損傷范圍間的相關(guān)性顯示，GI下降與消融損傷的表面損傷寬度、最大損傷寬度、最大損傷深度、最大寬度處的深度間不存在相關(guān)性或僅存在弱相關(guān)性（r=0.124，P=0.186；r=0.222，P=0.017；r=0.360，P＜0.001；r=0.203，P=0.029），其中與消融的最大損傷深度間相關(guān)性相對(duì)更強(qiáng)（圖5）。

圖4 LI 下降實(shí)際值與損傷范圍 A.表面損傷寬度；B.最大損傷寬度；C.最大損傷深度；D.最大寬度處的深度Figure 4 Correlation between actual LI drop and ablative lesion dimension

圖5 GI 下降與消融損傷范圍的相關(guān)性分析 A.表面損傷寬度；B.最大損傷寬度；C.最大損傷深度；D.最大寬度處的深度Figure 5 Correlation between GI drop and ablative lesion dimension

2.3 LI下降恒定時(shí)功率對(duì)消融損傷范圍和消融時(shí)間的影響

在預(yù)期LI下降15 Ω、20 Ω、25 Ω、30 Ω的各組中，30 W、40 W、50 W消融時(shí)的消融損傷表面損傷寬度、最大損傷寬度、最大損傷深度、最大寬度處的深度差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05；）而消融所需的時(shí)間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.001），30 W消融組消融所需時(shí)間最長，而50 W消融組消融所需時(shí)間最短（表2）。

表2 不同預(yù)期LI 下降組不同功率消融的消融損傷范圍及消融時(shí)間（±s）Table 2 Ablative lesion dimension and ablation duration of diff erent target LI drops in diff erent power groups（±s）

表2 不同預(yù)期LI 下降組不同功率消融的消融損傷范圍及消融時(shí)間（±s）Table 2 Ablative lesion dimension and ablation duration of diff erent target LI drops in diff erent power groups（±s）

注：LI，局部阻抗。

指標(biāo) 30 W 40 W 50 W P 值ΔLI=15 Ω表面損傷寬度（mm）4.21±0.34 4.08±0.30 3.96±0.36 0.260最大損傷寬度（mm）5.27±0.36 5.33±0.76 5.00±0.42 0.391最大損傷深度（mm）2.24±0.41 2.27±0.44 2.26±0.31 0.988最大寬度處的深度（mm）1.20±0.35 1.22±0.27 1.06±0.35 0.494消融時(shí)間（s）22.18±5.60 12.75±3.67 6.22±2.39 ＜0.001 ΔLI=20 Ω表面損傷寬度（mm）4.36±0.43 4.32±0.43 4.05±0.37 0.358最大損傷寬度（mm）5.38±0.59 5.54±0.56 5.47±0.42 0.794最大損傷深度（mm）2.79±0.23 2.81±0.29 2.61±0.25 0.290最大寬度處的深度（mm）1.31±0.26 1.36±0.19 1.28±0.28 0.800消融時(shí)間（s）24.00±5.89 16.91±3.99 9.50±2.59 ＜0.001 ΔLI=25 Ω表面損傷寬度（mm）4.54±0.35 4.68±0.48 4.36±0.50 0.398最大損傷寬度（mm）5.52±0.32 5.82±0.52 5.56±0.50 0.239最大損傷深度（mm）3.22±0.37 3.25±0.50 3.25±0.48 0.989最大寬度處的深度（mm）1.35±0.17 1.40±0.16 1.60±0.30 0.052消融時(shí)間（s）24.50±6.07 20.36±5.70 14.60±4.56 0.008 ΔLI=30 Ω表面損傷寬度（mm）4.67±0.32 4.86±0.40 4.78±0.26 0.487最大損傷寬度（mm）6.02±0.48 6.38±0.97 6.69±0.61 0.211最大損傷深度（mm）3.86±0.40 4.17±0.63 3.91±0.27 0.339最大寬度處的深度（mm）1.65±0.26 1.80±0.42 1.61±0.09 0.391消融時(shí)間（s）41.56±5.10 24.50±7.86 18.71±3.40 ＜0.001

3 討論

本研究應(yīng)用IntellaNav MiFi OI微阻抗消融導(dǎo)管進(jìn)行不同LI下降情況下消融損傷范圍的比較，探討了LI下降與消融損傷之間的關(guān)系。研究中發(fā)現(xiàn)：（1）LI下降與消融損傷的表面損傷寬度、最大損傷寬度、最大損傷深度、最大寬度處的深度具有正相關(guān)關(guān)系，且與最大損傷深度的相關(guān)性最強(qiáng)；（2）GI與消融損傷范圍的相關(guān)性很弱；（3）LI下降恒定時(shí)，功率不影響消融損傷范圍，但是提高功率可以縮短消融放電時(shí)間。

射頻消融利用導(dǎo)管頭端發(fā)放射頻電流在組織產(chǎn)生阻抗熱，并向深部組織傳導(dǎo)，造成心肌的凝固性壞死和局部損傷形成，使局部心肌組織失去電激動(dòng)和電傳導(dǎo)能力，從而治療心律失常［8］。隨著射頻放電過程中組織溫度升高，組織中的離子被加熱而運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，導(dǎo)致電流的阻抗降低［9］。因此射頻消融導(dǎo)致的阻抗下降可以作為組織加熱的一個(gè)實(shí)時(shí)標(biāo)志［5］。然而臨床消融中監(jiān)測(cè)的阻抗常為GI，反映整個(gè)環(huán)路中包括射頻儀、傳輸線、導(dǎo)管、電極-組織界面、分散電極-皮膚界面、兩電極間組織等部位的阻抗，受到的干擾因素多，有時(shí)并不能準(zhǔn)確地反映消融組織局部的阻抗變化。不同于GI，IntellaNav MiFi OI導(dǎo)管通過頭端3個(gè)微電極與近端環(huán)狀電極間形成局部電場(chǎng)，可準(zhǔn)確地測(cè)量導(dǎo)管頭端LI值，避免了環(huán)路中其他部位阻抗形成的干擾。本研究通過分析LI下降與消融損傷范圍之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)LI下降與消融損傷范圍間存在正相關(guān)性，且與消融損傷深度間的相關(guān)性最強(qiáng)，而GI與消融損傷范圍間相關(guān)性很弱，與既往研究發(fā)現(xiàn)一致［7，10-13］。鑒于LI相比GI與消融損傷范圍間有更強(qiáng)的相關(guān)性，LI可更好地預(yù)測(cè)消融損傷程度，指導(dǎo)進(jìn)行安全、有效的消融。一些研究探索了使用IntellaNav MiFi OI導(dǎo)管進(jìn)行LI指導(dǎo)射頻消融在臨床心律失常治療中的效果［14-18］。Solimene等［14］分析了153例使用IntellaNav MiFi OI導(dǎo)管進(jìn)行LI指導(dǎo)心房顫動(dòng)消融患者的消融LI下降情況和消融結(jié)局，發(fā)現(xiàn)LI下降幅度與組織損傷形成的有效性相關(guān)，成功消融部位的阻抗下降幅度顯著高于無效消融部位。153例患者中均未出現(xiàn)消融相關(guān)的主要不良事件，且超過88%的患者術(shù)后1年無復(fù)發(fā)，證實(shí)了IntellaNav MiFi OI導(dǎo)管LI指導(dǎo)下心房顫動(dòng)消融的安全性和有效性。Münkler等［15］對(duì)28例室性心動(dòng)過速復(fù)發(fā)接受再次消融的患者也進(jìn)行了類似的研究，發(fā)現(xiàn)消融終止室性心動(dòng)過速部位的LI下降值和下降百分比均顯著高于消融非終止室性心動(dòng)過速部位，而GI的下降值和下降百分比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，此外，還發(fā)現(xiàn)相比健康心肌，瘢痕心肌的LI更低，且非缺血性心肌病患者的成功消融點(diǎn)的LI下降值高于缺血性心肌病患者。說明LI不僅可以反映消融損傷的程度，還可以反映不同組織特性，在應(yīng)用LI指導(dǎo)消融時(shí)應(yīng)考慮心肌組織的潛在基質(zhì)［10，15-16，19］。

一些研究進(jìn)一步探索了LI指導(dǎo)消融的有效性及安全性界值。在50例接受三尖瓣峽部線性消融的患者中，LI下降12 Ω及LI下降11.6%可以預(yù)測(cè)有效消融損傷［17］。在心房顫動(dòng)患者中LI下降超過15 Ω可以提示有效消融損傷，此外LI下降/消融時(shí)間也可以很好地預(yù)測(cè)成功消融損傷，其界值為0.65 Ω/s［14］。根據(jù)左心房心肌厚度的差異，LOCALIZE研究［20］對(duì)心房顫動(dòng)消融進(jìn)行了更加細(xì)致的分析，發(fā)現(xiàn)LI下降16.1 Ω可預(yù)測(cè)左心房前壁/頂壁消融阻滯，陽性預(yù)測(cè)值為96.3%；LI下降12.3 Ω可以預(yù)測(cè)左心房后壁/下壁傳導(dǎo)阻滯，陽性預(yù)測(cè)值為98.1%。針對(duì)LI指導(dǎo)消融的安全性，有研究提示LI下降超過46 Ω時(shí)氣爆的發(fā)生率高，另有研究認(rèn)為消融過程中避免氣爆發(fā)生的LI下降幅度上限應(yīng)定為30 Ω［7，14］。目前不同研究得出的消融過程中LI下降幅度的安全上限存在較大差異，未來需要更多的研究在這一方面進(jìn)一步地探索，以指導(dǎo)臨床中通過監(jiān)測(cè)LI變化進(jìn)行更安全有效的消融。

此外，本研究還發(fā)現(xiàn)LI下降與消融損傷范圍間的關(guān)系不受功率影響。LI下降幅度恒定時(shí)，不同功率下?lián)p傷范圍無顯著差異，而僅影響了消融所需時(shí)間，即高功率達(dá)到特定LI下降幅度所需的消融時(shí)間更短，低功率達(dá)到特定LI下降幅度所需消融時(shí)間更長。Osei等［11］在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中也比較了LI指導(dǎo)下標(biāo)準(zhǔn)功率（30 W）和高功率（50 W）時(shí)環(huán)肺靜脈消融的安全性和有效性，證明了LI指導(dǎo)消融時(shí)兩種功率水平下的消融有效性和安全性差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是高功率組更易實(shí)現(xiàn)較大的阻抗下降，并且可減少放電時(shí)間。然而Kawano等［7］發(fā)現(xiàn)在50 W功率設(shè)置下進(jìn)行LI指導(dǎo)的消融，氣爆的發(fā)生率顯著高于30 W和40 W。因此，盡管LI下降幅度恒定時(shí)，功率不會(huì)顯著影響消融損傷范圍，但在臨床實(shí)踐中應(yīng)考慮到功率對(duì)消融時(shí)間以及氣爆等安全性事件的影響。

綜上所述，LI下降與消融損傷范圍正相關(guān)，其中與消融最大損傷深度的相關(guān)性最強(qiáng)。GI下降與消融損傷范圍之間相關(guān)性很弱。消融功率不影響LI下降與消融損傷范圍之間的關(guān)系，但是升高功率可以縮短達(dá)到特定LI下降值的消融時(shí)長。

本研究存在一些局限性。首先，本研究利用的是離體豬心消融模型，與臨床中實(shí)際的消融情景存在差異，并不能完全真實(shí)地反映臨床中消融損傷結(jié)果。其次，本研究僅對(duì)消融心肌損傷的范圍進(jìn)行了研究，但并沒有針對(duì)一些焦痂、氣爆等安全性指標(biāo)進(jìn)行探索，因此未來需要針對(duì)LI指導(dǎo)消融的安全性開展進(jìn)一步研究。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突