高功率短时程消融、量化消融参数——提高肺静脉持久电隔离的新希望?

李学斌 段江波

在过去20年里,心房颤动(简称房颤)导管消融领域取得了显著进展,以肺静脉隔离为基石的手术策略,现已成为房颤治疗的重要手段之一,但meta分析结果表明,房颤导管消融的长期随访成功率仍有待提高:阵发性房颤单次手术和多次手术的长期(≥3 年)随访成功率分别为54% 和79%[1]。且相关研究结果表明,肺静脉电传导的恢复,仍是阵发性房颤消融术后复发的主要机制[2]。因此,如何实现持久的肺静脉电隔离,仍然是目前电生理领域亟待解决的问题之一。

2008年压力感应消融导管一经问世,即被业界给予厚望,但压力感应导管普及之后,多个随机对照研究证实,压力感应导管并未改善房颤消融患者的预后[3]。诚然,出现上述结果,一方面与房颤病因机制的复杂性有关；另一方面,也提示压力在提高肺静脉持久隔离率的作用有限。并且,同期美国FDA 数据显示,压力感应导管相关的心房食管瘘发生率(5.4%,65/1202)明显高于非压力导管(0.9%,13/1487)[3]。

压力感应导管问世后低于预期的表现,迫使电生理学界尝试寻求其它方法,去提升房颤导管消融的远期预后,基于上述历史背景,近2 年来高功率短时程(high power short duration,HPSD)消融方法和量化参数指导的消融策略,成为当今学界的两大焦点。

1 HPSD消融方法

HPSD 消融方法,目前尚缺乏明确的定义,大多数提及HPSD 文献是指功率≥45 W,单次消融时间≤20 s的消融方法。近2年来发表的多篇基础研究结果表明,HPSD 消融方法具有以下特点:①以阻抗热损伤为主,损伤常不可逆；②损伤灶直径相对大；③放电时间短,传导热损伤占比少,损伤灶深度相对浅,但足以完成肺静脉前庭的电学隔离,并且减少对周围组织(如食管、膈神经)造成的不必要损伤[4－5]。Winkle等[6]10 284例患者的回顾性临床研究结果证实,HPSD(45～50 W,2～15 s)消融方法减少了房颤消融的手术时间,提高了手术效率,且并未增加相关并发症。国内一些中心发表的高功率研究报告结果,同样证实了HPSD 消融方法是安全的[7－8]。

尽管当前的基础研究结果提示HPSD 消融方法的损伤特点,有望提高房颤消融的有效性和安全性,国内外的相关临床研究也证实了其安全性。但是,目前的HPSD 并非完美,未来面临的问题包括:①缺乏标准,功率具体在哪个水平临床疗效和安全性最好? 是50 W、60 W,还是80 W、90 W?②高功率的上限是多少? 功率越高,造成有效损伤的时间就会越短,一方面对于维持贴靠压力稳定度的导管操控要求就越低,有利于提高手术效率,简化手术操作难度；另一方面,但当功率当到一定高度,放电时间必然需同步缩短,当短至1～2 s时,由术者来控制放电是否能保证安全? 或者由程序控制放电时间时,固定的放电时间时又如何来满足不同区域心肌差异化的消融需求(如肺静脉前庭前壁/后壁)? ③需要开展随机对照研究,探讨HPSD 长期的持久肺静脉隔离成功率是否优于当前标准功率(30～35 W)消融模式。这些都是HPSD 消融领域,需要进一步探索的方向。

结合现有文献,以及自己中心的临床经验,笔者认为在目前技术条件下,45～50 W 可能是当前可用于临床实践的HPSD 功率区间。对于即将开展HPSD 消融工作的术者,如何保证手术安全,避免Steam Pop和心房食管瘘的发生,仍应时刻保持警惕。笔者中心和本期杂志丁立刚等[9]发表的HPSD 研究,均存在Steam Pop现象,但均没有造成需开胸干预的心包压塞。我们推测HPSD 消融发生的Steam Pop可能发生在心肌表面或血液中,并不在心肌组织中,这可能是其心包压塞发生率低的原因。笔者究竟如何才能预防Steam Pop的发生呢? 丁立刚等[9]认为局部解剖特点(如存在梳妆肌或者Pouch),可能与Steam Pop的发生相关。但目前国内尚没有在房颤消融术中常规使用心腔内超声,无法实时显示局部心肌的解剖特点,无法基于上述理论推测进行预防。

笔者认为理解消融损伤原理是预防Steam Pop的关键:射频电流通过心肌组织时产生阻抗热,导致心肌组织温度升高,细胞内离子运动加速,导电性增强、阻抗下降；随着温度继续升高,阻抗下降进入平台期,或者组织温度升高过快,组织内水份发生气化,阻抗骤然升高,出现Steam Pop 现象。提示,在无法准确测得组织内温度的情况下,参考短时间内的阻抗下降,有助于预防Steam Pop的发生。Nguyen等[10]基础研究结果表明,消融开始5 s内的阻抗变化百分比(≥9%)可作为Steam Pop是否发生的预测指标。该研究的结论,解决了此前应用阻抗变化绝对值,评估消融损伤的不足之处:阻抗下降百分比解决了每个患者起始阻抗不一样的问题,计算5 s内的阻抗变化百分比解决了阻抗下降存在平台期的问题。因此,笔者认为该方法可尝试用来预防HPSD消融相关的Steam Pop发生。另外,采用HPSD 方法时,避免贴靠压力过大,高功率＋高压力增加了Steam Pop发生的风险,毕竟消融损伤的核心在于射频电流,贴靠压力的数值只要能在呼吸、心跳的干扰下,持续维持导管头端贴靠心肌即可,试图通过加大贴靠压力,增加导管头端与组织接触面积,来增加消融损伤的方法,疗效有限,且随着压力增大,心肌发生形变所致心肌穿孔风险增加,以及压力过大,影响导管头端冷盐水灌注系统的流速,增加导管头端结痂的风险,因此在采用HPSD 消融方法时,应避免压力≥15 g。

关于HPSD 消融方法食管损伤的预防,笔者认为其关键是:①减少靠近食管区域的消融能量；②术后良好的流程化管理。针对能量减少方面,此前在标准功率(30～35 W)消融方法下,更多的术者采取降低功率来实现,但Day等研究结果表明,左房后壁45～50 W,2～10 s组和35 W,20 s组心房食管瘘的发生率,分别为0.008 7%(1/11 436例)和0.12%(1/2 538例),提示HPSD 采用缩短消融时间来减少能量输出的方式,更有利减少食管的损伤[6]。此外,值得注意的是,Winkle等[6]的HPSD 研究中食管温度监测的使用率高达99.2%,一旦食管温度＞39℃,需立即停止放电,待温度恢复后,方能再次放电,这可能是其心房食管瘘发生率较低的原因之一。而国内目前并没有食管温度监测装置,因此笔者中心针对左房后壁靠近双侧下肺静脉区域,采用跳跃非连续的消融方式,避免局部热量蓄积,降低食管损伤的风险[7]。另外,过高的贴靠压力,将左房后壁推向食管,增加食管损伤的风险,因此需再次强调,采用HPSD 方法时,避免贴靠压力过高,尤其是在靠近左房后壁靠近食管区域。针对术后流程化管理方面,除了常规使用质子泵抑制剂之外,笔者建议应明确告知每例房颤消融患者食管损伤的常见症状,一旦出现相关症状,立即启动评估、治疗预案,必要时应尽早进行肠外营养。

总之,笔者认为理解消融原理,重视患者个体差异化,区域心肌消融差异化,是预防HPSD 消融并发症的关键。作为国内率先开展HPSD 消融的中心,结合文献和本中心经验,笔者认为预防HPSD 相关并发症的要点包括以下几点:①采用50 W 功率法进行HPSD 消融时,避免导管-组织贴靠压力过大(5～15 g即可)；②可尝试将消融开始5 s内阻抗变化的百分比,作为Steam Pop的预测指标；③结合量化消融参数、阻抗和局部电位变化,区域化差异消融；④左房后壁临近双侧下肺静脉区域采用非连续跳跃消融方法,控制贴靠压力在5～10 g即可,单次放电时间2～4 s；⑤术后流程化管理,预防心房食管瘘发生:第一,告知患者食管损伤的常见症状；第二,常规服用质子泵抑制剂,至少6～8周；第三,出现严重食管损伤症状和影像学证据时,尽早进行肠外营养。

2 量化消融参数

量化消融参数是目前的另一个学术焦点,主要是指:消融指数(ablation index,AI,Biosense Webster)、损伤指数(lesion size index,LSI,Abbott),两者均是整合了功率/电流、导管-组织贴靠压力、消融时间的量化消融参数,体现了消融过程中作用于心肌组织的射频能量。相应的基础研究证实,消融功率在25～45 W 时,AI在预测3～7 mm 的消融损伤深度时,误差在±1 mm,正确率为88%；消融功率在20～30 W 时,LSI与消融损伤的深度、宽度成正相关,可以作为预测消融损伤的指标。近2年发表的多个欧美临床研究均证实,基于AI(肺静脉前庭前壁500,后壁400)/LSI(肺静脉前庭前壁5.5～6,其余5～5.5)指导的肺静脉单圈隔离成功率,以及术后1年房颤成功率,均可达90%左右[11－12]。

尽管相关研究的结果令人振奋,但笔者认为从宏观机制上来讲,消融损伤的效果应包含两个方面:①作用于心肌的能量,②心肌自身的特质。AI/LSI虽然整合了消融能量的三要素:功率、导管-组织贴靠压力、消融时间,综合体现了作用于心肌组织的射频能量,但并没有考虑心肌的个体差异,从理论上难以用一个具体的数值去完成所有患者的手术。例如,来自日本、国内的临床研究,AI/LSI的预设值均低于欧美相关研究,证实了上述理论推测,AI/LSI没有考虑患者的个体差异,在借鉴应用时,避免盲目照搬欧美的相关研究结果[7,13－14]。此外,本期刊登的丁立刚等的AI预设值(左房前庭前壁及顶部450,后壁/Box 线380),均高于王温立等[15]的AI预设值(前壁和嵴部AI≥400 AU 以及后壁、顶部和下壁AI≥300AU),但无论是术中即刻成功率(75%vs 91%),还是随访期成功率(阵发性房颤:89%vs 90.4%；持续性房颤:71%vs 87.5%),丁立刚等均低于王温立等的研究结果。同样说明对于不同的术者、不同的消融方法、不同的患者,实现肺静脉隔离的AI值存在差异。

另外,量化消融参数AI/LSI相关安全性研究,同样值得重视。一篇来自德国的研究结果表明,左房后壁设定300～350的AI值,应用25 W 进行消融,术后1～3天完成食管内镜检查,14%的患者出现食管损伤,且3%的患者为溃疡直径＞5 mm 的严重食管损伤[16]。从该研究结果可以看出,左房后壁即使相对低的AI值,仍存在较高的食管损伤风险。

通过回顾相关文献,结合自身临床经验,笔者认为,AI/LSI对于术者来说,可作为一个重要的参考指标,但因为其存在以下不足:①没有考虑不同患者间的个体差异；②相同的AI/LSI数值,不同的功率造成的损伤可能存在差别。因此目前还不能成为真正的智慧消融指标,术者并不应该完全依赖它。在技术的推广过程中,推荐的AI/LSI数值应为区间,而不应是具体值；数值区间应同时考虑安全性和成功率,避免过度强调成功率而设置过高的推荐值；应强调不同患者、不同区域的心肌存在差异,不同消融策略,所需要的AI/LSI的数值可能不同。