杜先锋
译并审校
室速的心外膜标测与消融:优化成功率及减少并发症的技术要点
JasonSBradfield杜先锋
译并审校
心外膜标测为我们更好地理解室速折返环的三维立体结构提供了基本信息。一旦选择了心外膜入路,多极标测、等时延迟激动标测等标测技术及改变波阵面等标测技巧,将有助于在尽量减少消融次数的前提下对关键区域进行有效消融。然而,要成功完成心外膜标测和消融,还需要对解剖结构有清晰的了解,从而最大程度提高成功率、减少并发症。
室性心律失常;心外膜;标测;消融
在医学领域,尤其是在临床电生理工作中,我们常会给临床发现的事物贴上“非此即彼”的标签。室性心动过速(简称室速)折返环的起源及定位常被认为要么在心内膜,要么在心外膜。然而,室速折返环是三维立体的,往往涉及多层心肌(内膜、中层和/或外膜)。这种分类的依据来自于对室速出口位置的推测,而事实上折返环的关键峡部可能在远离出口的位置。由于这类心律失常具有复杂的三维折返环,因此我们有必要进行心外膜标测,从而更好地理解传导的关键区域,以便进行精准的定位及消融。
本文将探讨室速的心外膜入路方法、标测技巧,并讨论心外膜电图(EGM)的解读,以及减少并发症的相关技术。
我们首先要面对的问题不是病灶究竟是单纯来源于心内膜,还是源自心外膜,而是心外膜标测能否以及何时能帮助术者理解室速折返环并最终通过消融减少室速负荷。因此,我们必须考虑众多可能需行心外标测和消融的潜在因素。
2.1 非缺血性心肌病
心外膜标测常用于非缺血性心肌病(non-ischemic cardiomyopathy,NICM)患者,原因是NICM患者的瘢痕绝大多数位于心外膜。图1的病理标本来自一位患有严重NICM伴弥漫性纤维化的患者。与缺血性瘢痕主要集中在心内膜面所不同的是,非缺血性纤维灶常呈弥漫性分布(如图1所示的病理图)。正因为心肌弥漫性纤维化的存在,即便进行了心外膜消融,该患者的室速也无法控制,故而最终还是接受了心脏移植手术。
2.2 心外膜标测的影像学依据
我们也可以通过影像学检查来帮助判断心外膜标测能否获益。在消融前,借助心脏磁共振成像(cardiac magnetic resonance imaging,cMRI)能呈现出瘢痕形态,并有助于确定心外膜标测和消融是否可能获得较大收益。心外膜标测最初是由Sosa医生及其同事在Chagas病患者研究中开展的,我们近期也发表了Chagas病人群的最大MRI队列结果[1],展现了病程不同阶段的不同瘢痕样式。如果室速患者的cMRI结果显示出了心外膜或心肌中层瘢痕,那么我们推荐采用心内膜/心外膜相结合的标测方法。
2.3 心内膜标测风险增大
在某些病例中,心内膜标测可能存在较高的风险,导致我们可能转而考虑更为“激进”的标测方法,即仅对心外膜进行标测。例如,心内膜标测可能就不适用于合并左室血栓的室速消融。合并左室血栓的室速消融,其难点在于在心内膜进行导管操作,或因血流动力学无法耐受的室速而须行体内/外电复律时,存在导致血栓脱落或碎裂的潜在风险,继而造成栓塞或卒中。尽管我们已经指出,在某些情况下(如片状的慢性血栓),如果避免在左室心尖部进行导管操作,心内膜室速消融也能在合并左室血栓时安全进行[2],但要强调的是,上述只是针对经验极其丰富的中心而言,而且必须是在非常特定的临床情况下。一般而言,在对这类患者采取风险更大的心内膜标测和消融之前,应先考虑直接仅在心外膜上进行消融或切除双侧星状神经节。
2.4 选择心外膜标测的其他原因
心外膜出口的心电图标准常被用来确定标测方法。迄今为止,学术界已发表了众多关于如何判断心外膜出口的心电图诊断标准,并且大部分依赖于对QRS波起始成分的估计。然而不幸的是,抗心律失常药物的频繁使用(尤其是胺碘酮)和快频率室速时经常出现QRS波与T波融合,常造成对QRS波成分的估计不准确,甚至起到误导作用。因此,近年来,我们已较少依赖上述心电图标准了。
既往消融失败也是促使患者转诊到经验丰富的中心接受心外膜消融最常见的原因之一。这样的转诊看似非常合理,但我们仍必须对这类转诊患者重新进行个体化评估,从而确定此前的手术失败是技术问题(这意味着仅仅是心内膜消融没能到达室速的关键区域),还是有可能只是对临床数据的误判所造成的?例如,如果消融失败是因为室速起源于消融导管难以到达的特定解剖结构,如乳头肌或左室顶部的某些区域,那么心内膜消融不成功的话,心外膜消融也不大可能带来额外获益,下一步则应该建议再进行一次心内膜消融。
3.1 心外膜入路及标测的时机选择
事实上,有两种方法可以确定心外膜入路及标测的时机。我们中心对所有NICM患者直接行心外膜标测(即在手术一开始就采取心外膜入路),而对ICM患者,则根据每个病例的具体情况决定是否有必要行心外膜标测。其他中心常借助于心内膜上的相关表现,来确定是否要行心外膜标测(使用鱼精蛋白中和了肝素的抗凝作用后再进行心外膜入路)。由于手术进行数小时后再决定采用心外膜入路时,术者往往已经很疲劳,所以根据我们中心的经验,我们认为及早行心外膜入路不仅可提供更多数据信息,还可将这类疲劳引起的手术风险降至最低。
3.2 心外膜入路的方法
一旦决定选择心外膜入路,接下来的问题就是该从前侧还是后侧入路?我们中心主要采用后侧入路,但是其他许多中心则往往选择从前侧入路。我们使用的是如图2所示的Tuouy穿刺针,但许多中心为了降低不慎误穿刺入右室所带来的并发症风险,转而采用“微穿刺针”(micropuncture)。微穿刺针的局限性在于它通常不能像Tuouy穿刺针那样给予很好的手感反馈,以有助于我们感触心脏搏动。此外,对于体型较大的患者,微穿刺针或许也不够长。随着许多新技术的不断涌现,临床经验尚浅的术者在行心外膜入路消融时会更加得心应手;至于这些新技术是如何降低其患者并发症发生率的,目前为止还没有太多的相关数据。
当我们中心的受训人员初次做心外膜穿刺时,我会建议他们先做右室造影(图3)。这对操作熟练的术者或许不是必须的,但这样做可以帮助我们勾画出心脏的边界。一旦对心脏的边界了如指掌,我们就能更清楚地知道穿刺针何时接触到心包附近。一旦穿刺针接近心脏边界时,就可以注射少量造影剂,从而通过造影证实穿刺针最终“顶”住了心包(图4)。一旦穿刺针刺入心包后,就可以送入J形导丝,并且在多角度透视下清楚地看到J形导丝绕行于心脏边界而不是在心腔结构内(图5)。而一旦穿刺心外膜入路成功,我们就可以进行心包腔造影(图6),以确认没有组织粘连,从而避免增加出血风险或限制导管操作。
4.1 多极标测
多极高密度标测是重要的标测方法之一。如图7所示,极间距为2-2-2 mm的双十极高密度标测导管(美国圣犹达公司生产)常用于心内膜和心外膜标测。我们对该例患者心尖部透壁性瘢痕同时行穿房间隔入路心内膜标测和心外膜标测,
多极标测的优势在于能快速描绘出瘢痕基质且标测密度更高。运用这种标测技术,我们可以进行拖带标测、起搏标测,并可快速定位舒张期电位。
4.2 心外膜瘢痕均质化的局限性
在室速消融领域,我们常将“瘢痕均质化”作为室速基质消融的目标终点。然而,Tung等[3]基于猪心梗模型的研究指出,标测电极的极间距会在很大程度上影响标测结果。当使用极间距很小的标测导管时,我们可以观察到高密度的局部信号,但这类高密度导管的感知深度不够,可能会因此错过距离较远的心肌中层基质。而使用消融导管或极间距相对不那么小的标测导管时,我们能观察到更多的远距离信号,但也会错过一些局部信号。真正意义上的“瘢痕均质化”要求我们采用极间距较小的导管进行高密度标测和消融,消融后再用该导管重新做一次完整的二次标测。然而,大部分中心通常在消融前行高密度标测,但在消融后由于时间所限而不再进行二次标测。因此,我们应当清醒地认识到,我们所做的并非真正意义上的“瘢痕均质化”。
此外,由于在心外膜大范围内消融会造成冠脉损伤风险,因此当前的心外膜“瘢痕均质化”概念是不切实际的。为此,我们必须设法缩小心外膜消融面积,以获得手术成功。
4.3 改变激动的波阵面
改变激动的波阵面[4]是一项有助于我们更好地理解室速基质的技术。NICM患者通常存在许多小片状瘢痕,可供消融的基质也有限。如果我们改变标测时的起搏波阵面,那么原先在单一波阵面下观察不到的额外基质便会显现出来。例如,在左室起搏下能显现出右室起搏下未能发现的额外基质。Tung等[4]研究表明,如果在单一波阵面下标测基质,那么就会错过20%的关键区域。这一数据提示我们在寻找关键基质时如果遇到困难,改变一下激动的波阵面并再次标测,或许有意想不到的收获。
4.4 等时延迟激动标测
我们使用的另一项技术是“等时延迟激动标测”(isochronal late activation mapping,ILAM)。Irie等[5]研究指出,建立等时延迟激动标测图,并以那些向最晚激动区域扩布的缓慢传导区作为靶点,有望成为一种通过有限消融来实现基质改良的消融策略。
图8是一位患者的心外膜电压标测图,可以观察到瘢痕遍布整个心外膜(灰色所示)。由于时间限制和冠脉损伤的风险,我们不可能对所有异常信号进行基质消融。但如果我们采取ILAM标测的话,就能在心外膜心尖部前壁的这一小块区域(图9)发现最晚激动区域和缓慢传导区。而该区域正好与我们标测出清晰的晚电位区域、起搏标测结果满意的区域以及室速时记录到舒张期电位之处相吻合(图10)。在该区域进行一次消融即可终止室速。我们得以集中消融心外膜上的一小片区域,而不必对整个心外膜进行完全的基质改良。
4.5 正确选择器材,优化消融放电
当我们考虑心外膜消融时,应当谨记既往研究的经验教训。首先,冷盐水灌注消融是必需的。d’Avila等[6]研究表明,由于心外膜存在许多脂肪垫,如果使用常规非盐水灌注导管在脂肪上放电几乎无法有效消融,而只有盐水灌注导管可以。
其次,灌注导管排出的过多的心包积液会对放电消融产生干扰。因此,在使用盐水灌注导管消融的同时,不断引流消融灶附近的心包积液也至关重要。Aryana等[7]发现,尽管盐水灌注速度对消融灶的大小没有明显影响,但只要有心包积液存在,消融灶的表面直径、最大直径、深度及体积都会随着盐水灌注速度的不同而不同。
4.6 压力感应导管
压力(contact force,CF)感应导管在心内膜消融时会很有用,但在心外膜消融时却不一定好使。实际上,高CF值可能同导管与心外膜间贴靠不理想有关,因为我们可能是将导管贴在心包膜上而不是心肌组织上。在心外膜消融时可能很难达到合适的CF值。据Jesel等[8]报道,心外膜消融时的高CF值往往意味着消融导管朝向不良。因此在心包腔内使用压力感应导管时,对CF测量值的判读应格外谨慎。
心外膜入路存在很多潜在风险,包括:右室穿孔、心包出血、肝脏损伤、腹部出血及误入胸膜腔,甚至其他风险。然而,有很多方法能减少或规避这些并发症。
5.1 粘连带来的出血风险
心包粘连临床并不多见。如果出现了心包粘连,使用标测/消融导管和鞘或许能够分离粘连组织,但消除粘连的操作可能会增加出血风险。消融时应尽可能避开粘连区域。如果确需消除粘连,也应在有心外科后备的条件下进行,以应对不可控的出血事件。
5.2 避免不必要的消融
当我们熟悉解剖知识时就会认识到,经皮心外膜标测对特殊起源的室性早搏或室速也是鞭长莫及的。例如,由于毗邻冠状动脉,起源于左室顶部的某些心律失常就无法通过经皮心外膜入路来标测及消融。如果在术前或手术早期阶段就知道这些信息的话,术者就可以避免不必要的心外膜穿刺了。
5.3 避免冠脉损伤
在刚开始做心外膜穿刺时应尽量避开右室基底部,因为在该区域穿刺很可能会损伤右冠脉及其分支。此外,针对特殊电位进行消融的重要区域可能受限于冠脉分布而无法进行消融(图11)。在进行任何心外膜消融前,都应当先做冠脉造影以确保消融区域与冠脉保持安全距离。当在下壁消融时,由于在不同患者中可能呈现出不同的冠脉优势类型,因此对左、右冠脉系统都应进行评估。
5.4 避免膈神经损伤
膈神经走形于左室侧壁。图12来自一位心肌致密化不全的室速患者,由于在侧壁高能量起搏可夺获膈神经,因此不能在该区域消融放电。如果一定要消融,可以使用球囊支撑分离以避免消融能量伤及膈神经。
需行心外膜消融的器质性心脏病室速并不总是由瘢痕相关性折返所引起的。图13为一例无休止性特发性室速患者,只有静脉注射两种药物后室速才能终止。消融时室早形态与室速吻合,因此对室早进行了标测。下壁导联的QRS波形态提示室速可能起源于心外膜。我们对右室及左室内膜面同时进行了标测,均未发现很早的激动。如图14所示,我们使用极间距很小的双十极标测导管对左右室交界区域进行了心外膜标测。
在该病例中还能观察到双极电图的极性反转现象(图15),提示起源点位于两极间的最早点。与QRS波相比,局部信号明显早于体表QRS波起始(图16)。以30 W的能量在心外膜上进行一次消融放电成功,室早和室速均不能再诱发。
心外膜标测与消融在室速治疗中具有重要作用。只有对心外膜入路及消融的各种技术进行深入全面的训练,才能最大程度地优化手速成功率,减少并发症。
(图及参考文献请查阅对应的英文原文。)
【致谢】 衷心感谢宁波市第一医院心律失常诊疗中心的杜先锋医生在繁忙的工作之余承担了本文的翻译和审校工作。
(本文编辑:顾艳)
学术动态
美国斯坦福大学教授开发新算法可诊断13种心律失常
美国斯坦福大学研究人员最新开发出一种深度学习算法,通过分析可穿戴监测设备产生的心电数据,诊断出13种不同类型的心律失常,其准确性甚至超过心脏病医生。这项成果未来可用于改善偏远地区心律失常患者的诊断和治疗。
潜在的心律失常患者通常是去看医生,由医生当面用心电图仪进行检查。如果心电图仪没有发现问题,医生可能会让潜在患者使用可穿戴设备,对心律进行两周的持续监测。设备生成数据的时间跨度长达300多小时,医生需要分析其中每一秒的数据,以发现心律失常的迹象。然而,有危害的心律数据与没有危害的心律数据往往极难区分。
斯坦福大学的新闻公告说,该校机器学习团队负责人、著名人工智能专家吴恩达发现,这是一个数据问题。研究人员为此开发了一个可以根据心电信号诊断不同类型心律失常的深度学习算法。他们与提供可穿戴心律监测设备的企业合作,获取了大约3.6万人的心电数据样本,用以训练一个深度神经网络模型。7个月后,这个神经网络模型诊断心律失常的准确度堪比心脏病医生,多数情况下甚至超过医生。相关研究论文已在收录科学文献预印本的在线开放数据库arXiv上发布。
据研究人员介绍,心律失常有多种类型,其中的差别很微妙,但对如何处置所发现的心律失常情况有很大影响。比如,被称为二度房室阻滞的心律失常有两种类型,看上去很相似,但其中一种无需治疗,而另一种则需要立即观察。他们的研究成果不仅能够发现心律失常迹象,而且还可以精准地辨别心律失常的不同类型,其所能达到的准确度是前所未有的。另外,这个算法的优势还在于不会疲劳,可以持续地对心律失常做出即时诊断。
研究人员希望,他们的算法未来可用于为偏远地区或发展中国家无法看心脏病医生的人群提供专家级的心律失常诊断。这个算法还可以配合高危人群日常使用的可穿戴心律监测设备,以便在发现可能致命的心律异常时及时通知急救人员。
(来源:新华社)
90095 美国 加利福尼亚,加利福尼亚大学洛杉矶分校心律失常中心
Jason S Bradfield,医学博士,美国心脏病学院院士,美国心律学会会员,室性心动过速专项负责人,医学助理教授,主要从事心律失常导管消融的相关研究。
R541.71
A
2095-9354(2017)04-0234-13
10.13308/j.issn.2095-9354.2017.04.002
2017-02-18)