高功率短時程消融在心房顫動治療應用的研究進展

白宇，尹德春綜述 曲秀芬審校

心房顫動(atrial fibrillation，AF)是一種機制尚不完全明確的心律失常，可導致全身性血栓栓塞、腦卒中、心力衰竭等不良影響。近年來，通過導管消融實現肺靜脈隔離(PVI)已經成為治療各類心房顫動的基礎，盡管可以實現即刻隔離，但目前心房顫動術后復發率仍較高[1]，與晚期肺靜脈傳導恢復相關。持續形成透壁且連續性的損傷成為心房顫動治療的重要因素[2]。在傳統低功率長時程(LPLD)PVI策略中，在相對較長的持續時間(20～40 s)內，使用功率傳輸范圍為20～40 W的灌溉導管可造成持久的跨壁損傷。但是一般手術時間較長，部分患者無法耐受手術過程，限制了該技術的進步。將低功率(25～30 W)和長持續時間(30～60 s)消融改為高功率(45～50 W)和短持續時間(5～15 s)，被稱為高功率短持續時間(HPSD)消融[3]。自從2006年Nilsson等的臨床試驗發現，與傳統的低功率隔離技術相比，采用高功率輸出和短時間的隔離技術可以顯著減少手術時間和輻射暴露時間以來，HPSD消融就引起了廣泛關注[4]。近年來，大量動物實驗和臨床研究顯示，HPSD消融治療心房顫動，不僅可以實現更有效的消融、提高肺靜脈的電隔離率，同時可以確保消融的安全性。

1 HPSD消融原理及可行性

1.1 HPSD與傳統消融 傳統射頻消融中組織加熱分為2個階段：第一階段阻抗式加熱，第二階段導管頭電極產生的傳導熱及熱傳導至周圍局部組織[5]。阻抗熱在射頻開始時迅速產生，這種損傷不可逆并且較為局限、可控。當消融時間達到10～20 s時，射頻能量通過這種傳導熱的方式對周圍組織產生的損傷不可控且不徹底。傳統低功率30 W消融，不可逆損傷帶之外還有較寬的水腫帶。高功率短時間消融形成的不可逆損傷邊界清晰、可控且徹底[6-7]。所以采用HPSD產生阻抗熱的消融模式可以使消融損傷更穩定、手術時間更短，從而更適合AF患者的PVI。

1.2 HPSD的安全性與有效性 射頻消融技術在心律失常中的應用已經是相對成熟的技術，但如果提高能量設置，能否確保安全的問題就必然會受到廣泛的質疑，近年來，已經有臨床前研究證實了其安全性與有效性。Borne等[8]的一項體外實驗中，對在循環溫鹽水浴中的牛心肌行消融實驗，射頻消融在功率為20、30、40、50 W時，以不同的時間間隔(15、30、60、90 s)進行，該研究認為HPSD消融可產生與LPLD相似的病灶體積，但病灶深度較低，支持HPSD消融策略的應用。HPSD對損傷形成的影響也已在活體心臟實驗中得到證實。Bhaskaran等[9]的研究中，分別在體外用熱色液晶心肌模型及羊體內使用常規消融和HPSD消融，與傳統的40 W 30 s消融相比，50 W和60 W消融5 s可獲得穿透性，同樣安全且并發癥少。Leshem等[10]則采用更高的功率在20頭豬體內行消融實驗，對比90 W 4 s與傳統25 W 30 s 的消融效果，高功率組顯示出更好的消融連續性及透壁性，2組消融均無并發癥出現且損傷深度相似。

隨著三維手術操作系統的不斷革新、鹽水灌注壓力導管的出現及標測技術越來越精密，手術也越來越安全高效，同時，近年也出現了很多預估手術損傷程度的方法，如單極電圖負向波消失(USM)、阻抗降低及消融指數(LSI和AI等)[11-14]。在這些方法的指導下，大量的臨床研究也證實，HPSD的方式不僅安全且手術時間更短更高效。Ejima等[11]將120例心房顫動患者分為2組，分別進行了50 W 3～5 s和25～40 W 5～10 s的消融,得到結論認為USM指導下的大功率PVI減少了手術時間，在不影響安全的前提下可以提高手術效果。而國內的一項研究對30例陣發性AF患者以LSI為指導，行50 W的高功率消融，術后3個月的隨訪中AF無復發。安全性方面，術中僅有2例發生蒸汽爆破(Pop)且無嚴重并發癥發生，研究表明結合阻抗變化，在LSI指導下，HPSD方式在PVI中是安全和有效的[13]。Berte等[14]的消融實驗中，標準組前壁35 W、后壁25 W(n=94)，HPSD組前壁45 W、后壁35 W(n=80)，術后隨訪6個月，2組隔離率及主要并發癥相似。結果表明，采用“close”協議，結合AI指數，應用HPSD的方法可以減少手術時間且不會對安全性和有效性產生消極影響。

2 HPSD的優勢

2.1 手術時間與并發癥 射頻消融手術的諸多并發癥與消融時間直接相關。在手術過程中長時間的輻射暴露會使患者和操作者面臨惡性腫瘤和基因異常的風險增加[15]。AF手術可能會引發無癥狀性腦損傷、填塞、穿孔、心律失常復發等并發癥，而且導管灌注的大量液體與消融時間呈正比，可導致左心功能受損、失代償性心力衰竭[9]。因此縮短消融時間、減少X線曝光、減少并發癥是AF手術發展的重要方向。有研究表明[16]，將功率提高到50 W能提高部分心房顫動患者的治愈率，減少手術時間、X射線曝光時間，且不增加并發癥。根據Winkle等[17]的一項多中心研究報道，在4個經驗豐富的醫學中心，使用45～50 W的功率對10 284例患者(中位年齡64歲，男性68%)進行了5～15 s共13 974次消融。結果顯示，心包填塞33例(0.24%)，48 h內腦卒中 6例(0.04%)，48 h～30 d腦卒中6例(0.04%)， 11 436次后壁45～50 W消融中僅1例發生心房食管瘺，35 W消融后壁2 538例中發生心房食管瘺3例。HPSD有可能縮短總射頻時間，并產生損傷深度更淺且更持久的消融效果，并發癥發生率很低，但在任何功率下對后壁進行消融時，應注意食管的位置，且避免“溫度疊加”的任何不利影響。

心房顫動患者心房擴大，食管和左心房后壁都很薄，且在很大范圍內密切接觸，消融術中很可能導致食管損傷[18]。所以HPSD消融引起廣大學者最關注的并發癥是食管損傷。Baher等[19]通過釓劑延遲增強磁共振成像的方法評估了687例患者消融后的食管熱損傷，HPSD組(n=574，50 W，5 s)和LPLD組(n=113,35 W，10～30 s)患者在消融后24 h內進行磁共振檢查。結果提示，2組患者急性食管熱損傷發生率和嚴重程度相似，且均無心房食管瘺發生，研究證明，與傳統消融治療相比，HPSD消融方式的手術時間明顯縮短且對食管的熱損傷是相似的。Chen等[20]的研究則對120例患者行50 W的高功率消融，術后1～3 d進行食管內窺鏡檢查，結果表明無論是否使用溫度探針監測食管溫度，消融相關的內鏡食管病變發生率都相對較低。

2.2 復發率 心房顫動手術雖然已經比較成熟，但是與其他心律失常的手術治療不同，仍然存在著較高的復發率。術后心房顫動復發及其他房性快速心律失常的復發與肺靜脈再連接密切相關[21]。而肺靜脈再連接與不完全消融和可逆性損傷有關，有效的心肌損傷與持久的跨壁損傷形成直接相關[22]。理論上，應增加電阻加熱以立即加熱至整個心房壁厚度，減少傳導加熱以限制對食管或膈神經等副組織損傷。所以，HPSD消融更適合PVI，或許能夠減少復發率。

Bourier等[23]通過一項電腦模擬研究，以模擬HPSD和標準消融，結果顯示，與LPLD相比，HPSD消融的損傷灶體積相似但是病變直徑明顯增大，深度明顯減小。另外，該實驗中最小損傷深度是3.1 mm，60 W 10 s和70 W 7 s的病變深度至少為4 mm。因為LA壁厚為0.5～4 mm，平均為1.5～2 mm，這些數據表明，HPSD設置可以有效地實現跨壁病變。HPSD消融可以減少消融漏點實現更好的消融連續性[10]。臨床試驗也同樣證實了HPSD在復發率方面的優勢。在一項非隨機回顧性研究中[24]， HPSD組與常規組比較，HPSD除減少手術時間和總射頻時間外，在隨訪6個月和12個月時，HPSD組快速心律失常的復發率低于常規組。Kottmaier等[25]納入197例PVI患者，分為HPSD組(n=97，70 W持續7 s)與標準組(n=100，30～40 W持續20～40 s)比較，術后隨訪1年，HPSD組心律失常復發率明顯低于對照組(P<0.01)，83.1%患者無心房顫動發生(P<0.01)。2組均無心包填塞、圍手術期血栓栓塞并發癥、心房食管瘺發生。

3 HPSD目前存在的問題與不足

3.1 射頻能量設置 盡管HPSD在臨床應用中已經得到了大量的證實，但也存在一些問題需要去探索。HPSD消融的終點需要驗證，還需要大量的隨機對照試驗，以證明HPSD策略的優越性，是否足以導致跨壁壞死，尤其是在心房較厚的部位，如左心房脊，仍有待觀察[26]。Bhaskaran等[9]的實驗中，與40 W 30 s放電消融相比，在活體試驗中，50 W及以上的5 s放電消融都能取得2 mm深度的損傷，在70 W和80 W時出現過熱現象。40 W 30 s,70 W/80 W 5 s放電消融出現“Pop”及附加損傷。HPSD似乎有一個較窄的安全和有效窗口[6]。大多數研究傾向于在應用HPSD減少消融時間的同時將后壁的射頻功率降低5～10 W[14，17，24]。目前的臨床研究尚缺乏大樣本、多中心、隨機對照研究，仍需要進行更大規模的臨床研究來評估不同射頻設置對HPSD有效性和安全性的影響，為HPSD的最佳射頻設置，包括LSI或AI的最佳范圍，提供足夠的證據。

3.2 微栓塞 全身性栓塞事件，尤其是腦卒中，一直是與該手術相關的并發癥。一項體外實驗證實[27]，當功率大于40 W時，發生Pop和血栓形成較多，在高功率射頻消融時，應注意血栓形成。而且，心房顫動消融術似乎比其他技術更容易導致無癥狀腦損傷，引起這類病變的微栓子物質成分為血栓、氣體微泡、熱變性白蛋白微泡、熱凝和撕脫組織，其中微氣泡和微粒被認為是消融引起這些無癥狀腦栓塞的來源[28]。一項動物實驗表明，高功率射頻應用、拖動燒蝕和Pop會產生大部分微粒，消融后腦磁共振顯示出陽性栓塞病變[29]。目前尚缺乏臨床試驗和長期隨訪證實高功率、Pop、血栓和微氣泡之間的聯系，仍然需要借助磁共振等影像技術來確定HPSD在微栓塞方面的安全性。

4 小結與展望

近年來，HPSD的應用使心房顫動手術有了新的突破，大多數動物及臨床試驗數據均顯示使用HPSD足夠安全，除減少程序和透視時間外，也證明了HPSD設置用于PVI的可行性和有效性，并發癥更少，復發率更低，并有學者建議將HPSD作為標準的PVI方案。但是當前的臨床研究仍然存在一些不足之處需要繼續深化研究。目前需要增加更多的影像技術等檢查及更長期的隨訪來確定HPSD在栓塞等方面的問題，而且在保持最大手術療效的同時，最大限度地降低主要并發癥的風險；同時，不同研究的功率和持續時間設置不同，這使得該策略的推廣和應用變得復雜。因此，HPSD常規應用于手術仍需要進行更大規模的多中心隨機對照臨床研究。