房顫導管消融新技術和新器械

首都醫科大學附屬北京安貞醫院 心內科，北京 100029

引言

導管消融在世界范圍內已經成為房顫治療領域最為有效的治療手段。由于導管消融可有效控制心律失常癥狀、減少復發，改善患者預后，在房顫治療中的地位越來越高。隨著循證證據的積累，導管消融適應證逐步拓寬[1]。新技術、新方法、新器械的發展和應用，使導管消融日臻完善[2]。

房顫導管消融的關鍵在于產生連續、透壁的損傷，以實現肺靜脈的持久隔離和消融徑線的高質量阻滯[3-4]。但傳統消融能量如射頻和冷凍的安全性和有效性往往不能兼得，二者都是通過溫度效應（熱損傷及低溫結晶）產生非選擇性損傷，在造成足夠深度的消融損傷同時，對心肌和鄰近組織如血管、神經、食管、傳導系統產生等同的損傷效應，因此存在一定的并發癥風險[5-6]。為克服上述不足，近年來出現了多種新型的消融能量方法和技術，如開放式灌注消融導管、多電極射頻球囊消融導管、熱球囊消融、可視激光球囊消融和脈沖電場消融等。本文就其中有較強應用前景的多電極射頻球囊消融導管和脈沖電場消融系統進行綜述。

1 多電極射頻球囊消融導管

多電極射頻球囊（Heliostar）表面有10個電極，能夠在鹽水灌注條件下釋放射頻能量，而且可以順應肺靜脈的解剖，高效地實現肺靜脈隔離。傳統的球囊在不同的區域均勻的釋放能量，而該球囊可根據消融部位的需要，個體化選擇不同電極的消融能量，進而避免特殊結構如食道、膈神經等的損傷。此外，該球囊帶有磁電雙定位技術，可以與Carto3系統兼容，可以建立三維模型，實時顯現球囊位置和消融結果，從而減少射線曝光量[7]。

多電極射頻球囊消融導管由手柄、管身和頭端（包括球囊）組成，長度為110 cm。導管管體為10.5 F，當球囊完全收起時，球囊部分的最大外徑為13.5 F。該導管設計為單向打彎，并可以通過旋轉導管到達不同的部位。球囊的輸送和操作需要借助一個13.5 F的可調彎鞘。灌注泵通過導管手柄上的灌注管路向球囊頭端灌注肝素化的生理鹽水，從而使球囊能夠膨脹，并對電極進行冷卻。每個電極有四個灌溉口，直徑為0.0889 mm，沿著電極的中線等距離分布。遠端球囊最大直徑為28 mm，球囊表面包括10組鍍金的消融電極。每組電極長度為14.4 mm，寬度從遠端到近端為1.1～4.4 mm不等，呈淚滴狀等距離分布在球囊表面[7]。

球囊的順應性設計確保了電極與組織的接觸。如與三維系統聯合使用，系統可以識別并將每組消融電極進行單獨編號。在X線上，球囊也有可識別的標記，以區分哪組電極與后壁相鄰。由于球囊導管電極僅能記錄肺靜脈前庭的電位，肺靜脈內電位的標測需要特制的標測電極來確認是否實現肺靜脈隔離。與傳統消融工具一樣，實現肺靜脈隔離需要球囊與肺靜脈前庭的充分貼靠，多電極射頻球囊可通過不同電極間的阻抗變化來間接判斷組織貼靠，這是冷凍球囊無法實現的[8]。由于可以通過一次或多次釋放能量來實現肺靜脈隔離，該消融系統的學習曲線較傳統的逐點消融明顯縮短，可以更加方便地進行推廣和普及[9]。

2017年在美國心律學年會上發布的RADIANCE 研究首次證實了Heliostar射頻球囊消融導管在臨床應用的安全性和有效性。約80%的肺靜脈在單次能量釋放后實現隔離，平均手術時間101 min[10]。應用該導管消融后隨訪1年，結果顯示86.4%的患者可以維持竇性心律[11]。術中無心臟壓塞、無腦卒中及神經系統損傷影像學表現，術后隨訪無肺靜脈狹窄和左房食管瘺等嚴重并發癥的發生。2018年開始的STELLAR研究，將在全球40家中心入選640名患者，進一步評估多電極射頻球囊在房顫治療中的價值。

雖然在初步的臨床試驗中，Heliostar射頻球囊消融導管表現出了良好的安全性。但在RADIANCE研究中1例患者發生膈神經麻痹，術后隨訪12個月仍未恢復。術中有6例患者消融過程中發現消融導管出現焦痂，但無栓塞事件發生。在后續的臨床研究中，需要進一步優化消融參數設定，以盡量避免并發癥的發生。

2 脈沖電場消融

脈沖電場消融（Pulsed Field Ablation，PFA）利用短時程、高電壓的多個電脈沖來進行消融能量的釋放，可以在細胞膜上產生不可逆的納米級微孔，導致細胞死亡，從而達到肺靜脈隔離的終點[12-13]。PFA具有心肌組織選擇性、非溫度效應消融、能量釋放快速、損傷深度可控、不需要完全貼靠等特點，在有效、迅速地實現心肌損傷的同時，可在一定程度上減少肺靜脈狹窄風險[14]，避免對周圍組織如食管和膈神經損傷[15]。

PFA有幾種不同的導管和電極設計類型，包括心外膜線性導管、球囊導管、網籃導管和環形導管等。目前應用于臨床的PFA系統由3個部分組成：提供高壓脈沖的發生器、PFA導管和13 F可調彎鞘。PFA消融導管采用網籃設計，5條張開的網籃組件中各包括4個記錄電極。當網籃完全展開時直徑為31 mm，所有的電極均可發放脈沖能量，在兩次消融能量釋放之間，可以旋轉導管以保證肺靜脈前庭的充分干預。消融過程中，應放置心室電極使得QRS波起始后發放脈沖波。與射頻消融相比，PFA不依賴于導管與組織貼靠程度，即非壓力依賴性，而是電場強度依賴性。PFA造成的組織損傷取決于電壓和電場強度及電極導管與組織間的距離。然而，無論是射頻消融、冷凍球囊或是激光球囊，實現透壁損傷需要足夠的消融時間。而PFA的能量釋放可以在一次心跳內完成，3～4次PFA釋放即可實現肺靜脈隔離。因此，肺靜脈隔離可以在1～2 min內實現，整個手術過程可以控制在60 min之內，極大提高了手術效率。

2019年，Reddy等[16]發表了應用PFA進行房顫消融的研究。該研究共入選了81例陣發性房顫患者，結果表明所有患者肺靜脈隔離時間均≤3 min，即刻肺靜脈隔離率達到100%，手術時間92.2 min，操作時間13.1 min。隨訪120 d，除1例操作相關心臟壓塞外，無腦卒中、膈神經麻痹、肺靜脈狹窄及左心房食管瘺等并發癥發生，預估12個月竇律維持率87.4%。近期國外報道的一項新型導管，可以聯合應用射頻能量和脈沖電場消融，該導管應用PFA進行肺靜脈隔離，之后應用射頻能量進行線性消融，初步臨床試驗顯示了可靠的有效性和安全性[17]。這些研究的初步結果顯示，PFA應用于肺靜脈隔離有望極大提高手術效率和安全性[18-19]，有著廣闊的應用前景。

PFA的局限性包括以下方面。首先，PFA用于房顫消融的最佳參數尚未明確。PFA的預期組織效應包括峰值電壓、脈沖數、脈沖持續時間、相位、脈沖形狀和脈沖頻率等。每種PFA系統都使用其獨特的參數組合，仍然需要繼續進行相關研究以確定最佳參數，從而實現有效的損傷，且不失去明顯的心肌組織選擇性。其次，PFA過程中微氣泡的產生是否增加無癥狀腦梗的發生率，還需要臨床研究證實。此外，目前動物實驗和初步的臨床研究證實PFA用于肺靜脈隔離的即刻成功率較高，但能否實現肺靜脈持久隔離，進而維持竇性心律，仍需要長期的臨床隨訪驗證。

房顫導管消融領域不斷出現的新技術、新器械達到了前所未有的高度，體現了該領域快速發展、不斷突破的現狀[20]。導管消融相關新器械主要呈現三個特征：① 便捷化趨勢，即通過器械的便捷化降低操作技術門檻，有利于房顫導管消融的推廣。傳統的逐點式消融對消融術者的導管操控技術要求較高，需要很長的學習曲線，而不斷涌現的以球囊為基礎的操作可實現一次能量釋放即實現肺靜脈隔離，未來會使房顫消融得到更快普及；② 智能化趨勢，即越來越多的應用人工智能手段來提高消融的有效性和安全性，從精確的壓力監測到量化消融，從多電極標測到高精密度標測，越來越多的人工智能技術應用于消融領域，使導管消融從高度依賴術者經驗到可重復、可量化，進而提高消融成功率，減少并發癥；③ 高效化趨勢，不同的消融能源和導管設計，其最終結果均是快速、高效并持久地實現肺靜脈隔離，特別是高功率消融的問世，使房顫消融從過去需要數小時的復雜操作，縮短到至今甚至半小時之內即可完成，極大改變了房顫導管消融的傳統模式[21]。

在引進新技術的同時，研究需開展經嚴格設計的臨床試驗，經相關試驗證實安全有效的技術和器械才能廣泛的推廣應用。在臨床試驗設計和完成過程中，需要有統計學家的參與，并設置對照組與傳統射頻消融能量對比。新的消融器械消融房顫成功率需不劣于傳統的射頻消融導管，且不增加并發癥的發生率，是能否應用于臨床的前提條件。在新器械和新導管研發過程中，需要進一步完善科技創新團隊與臨床科研團隊的協作體系。臨床醫生在臨床實踐過程和器械使用過程中，總結和提出臨床需求，進而臨床團隊和器械研發團隊共同確定研發目標，提出改進和解決方案。在器械設計和臨床研究實施階段，臨床團隊需要全程投入和深入參與，才能使所研發器械最大限度地符合臨床需求，解決臨床問題。在新技術的引領下持續產出對臨床實踐有重要影響的研究成果，最終實現房顫防治領域從“點”的突破到“質”的飛躍。

總之，房顫導管消融涌現出多種新型消融能量、消融技術和消融器械，最終目的是提高消融效率，提高成功率并減少并發癥。多電極射頻消融球囊導管和脈沖電場消融均極大簡化了操作流程，但有效性和安全性仍需要長期隨訪進一步證實。此外，現有消融器械不應僅僅能實現高效肺靜脈隔離，經過進一步研發和改進，未來應逐步實現線性消融和特殊部位消融如上腔靜脈隔離，從而拓寬應用適應證、擴大臨床適用范圍。