高功率短时程消融在心房颤动治疗应用的研究进展

白宇，尹德春综述 曲秀芬审校

心房颤动(atrial fibrillation，AF)是一种机制尚不完全明确的心律失常，可导致全身性血栓栓塞、脑卒中、心力衰竭等不良影响。近年来，通过导管消融实现肺静脉隔离(PVI)已经成为治疗各类心房颤动的基础，尽管可以实现即刻隔离，但目前心房颤动术后复发率仍较高[1]，与晚期肺静脉传导恢复相关。持续形成透壁且连续性的损伤成为心房颤动治疗的重要因素[2]。在传统低功率长时程(LPLD)PVI策略中，在相对较长的持续时间(20～40 s)内，使用功率传输范围为20～40 W的灌溉导管可造成持久的跨壁损伤。但是一般手术时间较长，部分患者无法耐受手术过程，限制了该技术的进步。将低功率(25～30 W)和长持续时间(30～60 s)消融改为高功率(45～50 W)和短持续时间(5～15 s)，被称为高功率短持续时间(HPSD)消融[3]。自从2006年Nilsson等的临床试验发现，与传统的低功率隔离技术相比，采用高功率输出和短时间的隔离技术可以显著减少手术时间和辐射暴露时间以来，HPSD消融就引起了广泛关注[4]。近年来，大量动物实验和临床研究显示，HPSD消融治疗心房颤动，不仅可以实现更有效的消融、提高肺静脉的电隔离率，同时可以确保消融的安全性。

1 HPSD消融原理及可行性

1.1 HPSD与传统消融 传统射频消融中组织加热分为2个阶段：第一阶段阻抗式加热，第二阶段导管头电极产生的传导热及热传导至周围局部组织[5]。阻抗热在射频开始时迅速产生，这种损伤不可逆并且较为局限、可控。当消融时间达到10～20 s时，射频能量通过这种传导热的方式对周围组织产生的损伤不可控且不彻底。传统低功率30 W消融，不可逆损伤带之外还有较宽的水肿带。高功率短时间消融形成的不可逆损伤边界清晰、可控且彻底[6-7]。所以采用HPSD产生阻抗热的消融模式可以使消融损伤更稳定、手术时间更短，从而更适合AF患者的PVI。

1.2 HPSD的安全性与有效性 射频消融技术在心律失常中的应用已经是相对成熟的技术，但如果提高能量设置，能否确保安全的问题就必然会受到广泛的质疑，近年来，已经有临床前研究证实了其安全性与有效性。Borne等[8]的一项体外实验中，对在循环温盐水浴中的牛心肌行消融实验，射频消融在功率为20、30、40、50 W时，以不同的时间间隔(15、30、60、90 s)进行，该研究认为HPSD消融可产生与LPLD相似的病灶体积，但病灶深度较低，支持HPSD消融策略的应用。HPSD对损伤形成的影响也已在活体心脏实验中得到证实。Bhaskaran等[9]的研究中，分别在体外用热色液晶心肌模型及羊体内使用常规消融和HPSD消融，与传统的40 W 30 s消融相比，50 W和60 W消融5 s可获得穿透性，同样安全且并发症少。Leshem等[10]则采用更高的功率在20头猪体内行消融实验，对比90 W 4 s与传统25 W 30 s 的消融效果，高功率组显示出更好的消融连续性及透壁性，2组消融均无并发症出现且损伤深度相似。

随着三维手术操作系统的不断革新、盐水灌注压力导管的出现及标测技术越来越精密，手术也越来越安全高效，同时，近年也出现了很多预估手术损伤程度的方法，如单极电图负向波消失(USM)、阻抗降低及消融指数(LSI和AI等)[11-14]。在这些方法的指导下，大量的临床研究也证实，HPSD的方式不仅安全且手术时间更短更高效。Ejima等[11]将120例心房颤动患者分为2组，分别进行了50 W 3～5 s和25～40 W 5～10 s的消融,得到结论认为USM指导下的大功率PVI减少了手术时间，在不影响安全的前提下可以提高手术效果。而国内的一项研究对30例阵发性AF患者以LSI为指导，行50 W的高功率消融，术后3个月的随访中AF无复发。安全性方面，术中仅有2例发生蒸汽爆破(Pop)且无严重并发症发生，研究表明结合阻抗变化，在LSI指导下，HPSD方式在PVI中是安全和有效的[13]。Berte等[14]的消融实验中，标准组前壁35 W、后壁25 W(n=94)，HPSD组前壁45 W、后壁35 W(n=80)，术后随访6个月，2组隔离率及主要并发症相似。结果表明，采用“close”协议，结合AI指数，应用HPSD的方法可以减少手术时间且不会对安全性和有效性产生消极影响。

2 HPSD的优势

2.1 手术时间与并发症 射频消融手术的诸多并发症与消融时间直接相关。在手术过程中长时间的辐射暴露会使患者和操作者面临恶性肿瘤和基因异常的风险增加[15]。AF手术可能会引发无症状性脑损伤、填塞、穿孔、心律失常复发等并发症，而且导管灌注的大量液体与消融时间呈正比，可导致左心功能受损、失代偿性心力衰竭[9]。因此缩短消融时间、减少X线曝光、减少并发症是AF手术发展的重要方向。有研究表明[16]，将功率提高到50 W能提高部分心房颤动患者的治愈率，减少手术时间、X射线曝光时间，且不增加并发症。根据Winkle等[17]的一项多中心研究报道，在4个经验丰富的医学中心，使用45～50 W的功率对10 284例患者(中位年龄64岁，男性68%)进行了5～15 s共13 974次消融。结果显示，心包填塞33例(0.24%)，48 h内脑卒中 6例(0.04%)，48 h～30 d脑卒中6例(0.04%)， 11 436次后壁45～50 W消融中仅1例发生心房食管瘘，35 W消融后壁2 538例中发生心房食管瘘3例。HPSD有可能缩短总射频时间，并产生损伤深度更浅且更持久的消融效果，并发症发生率很低，但在任何功率下对后壁进行消融时，应注意食管的位置，且避免“温度叠加”的任何不利影响。

心房颤动患者心房扩大，食管和左心房后壁都很薄，且在很大范围内密切接触，消融术中很可能导致食管损伤[18]。所以HPSD消融引起广大学者最关注的并发症是食管损伤。Baher等[19]通过钆剂延迟增强磁共振成像的方法评估了687例患者消融后的食管热损伤，HPSD组(n=574，50 W，5 s)和LPLD组(n=113,35 W，10～30 s)患者在消融后24 h内进行磁共振检查。结果提示，2组患者急性食管热损伤发生率和严重程度相似，且均无心房食管瘘发生，研究证明，与传统消融治疗相比，HPSD消融方式的手术时间明显缩短且对食管的热损伤是相似的。Chen等[20]的研究则对120例患者行50 W的高功率消融，术后1～3 d进行食管内窥镜检查，结果表明无论是否使用温度探针监测食管温度，消融相关的内镜食管病变发生率都相对较低。

2.2 复发率 心房颤动手术虽然已经比较成熟，但是与其他心律失常的手术治疗不同，仍然存在着较高的复发率。术后心房颤动复发及其他房性快速心律失常的复发与肺静脉再连接密切相关[21]。而肺静脉再连接与不完全消融和可逆性损伤有关，有效的心肌损伤与持久的跨壁损伤形成直接相关[22]。理论上，应增加电阻加热以立即加热至整个心房壁厚度，减少传导加热以限制对食管或膈神经等副组织损伤。所以，HPSD消融更适合PVI，或许能够减少复发率。

Bourier等[23]通过一项电脑模拟研究，以模拟HPSD和标准消融，结果显示，与LPLD相比，HPSD消融的损伤灶体积相似但是病变直径明显增大，深度明显减小。另外，该实验中最小损伤深度是3.1 mm，60 W 10 s和70 W 7 s的病变深度至少为4 mm。因为LA壁厚为0.5～4 mm，平均为1.5～2 mm，这些数据表明，HPSD设置可以有效地实现跨壁病变。HPSD消融可以减少消融漏点实现更好的消融连续性[10]。临床试验也同样证实了HPSD在复发率方面的优势。在一项非随机回顾性研究中[24]， HPSD组与常规组比较，HPSD除减少手术时间和总射频时间外，在随访6个月和12个月时，HPSD组快速心律失常的复发率低于常规组。Kottmaier等[25]纳入197例PVI患者，分为HPSD组(n=97，70 W持续7 s)与标准组(n=100，30～40 W持续20～40 s)比较，术后随访1年，HPSD组心律失常复发率明显低于对照组(P<0.01)，83.1%患者无心房颤动发生(P<0.01)。2组均无心包填塞、围手术期血栓栓塞并发症、心房食管瘘发生。

3 HPSD目前存在的问题与不足

3.1 射频能量设置 尽管HPSD在临床应用中已经得到了大量的证实，但也存在一些问题需要去探索。HPSD消融的终点需要验证，还需要大量的随机对照试验，以证明HPSD策略的优越性，是否足以导致跨壁坏死，尤其是在心房较厚的部位，如左心房脊，仍有待观察[26]。Bhaskaran等[9]的实验中，与40 W 30 s放电消融相比，在活体试验中，50 W及以上的5 s放电消融都能取得2 mm深度的损伤，在70 W和80 W时出现过热现象。40 W 30 s,70 W/80 W 5 s放电消融出现“Pop”及附加损伤。HPSD似乎有一个较窄的安全和有效窗口[6]。大多数研究倾向于在应用HPSD减少消融时间的同时将后壁的射频功率降低5～10 W[14，17，24]。目前的临床研究尚缺乏大样本、多中心、随机对照研究，仍需要进行更大规模的临床研究来评估不同射频设置对HPSD有效性和安全性的影响，为HPSD的最佳射频设置，包括LSI或AI的最佳范围，提供足够的证据。

3.2 微栓塞 全身性栓塞事件，尤其是脑卒中，一直是与该手术相关的并发症。一项体外实验证实[27]，当功率大于40 W时，发生Pop和血栓形成较多，在高功率射频消融时，应注意血栓形成。而且，心房颤动消融术似乎比其他技术更容易导致无症状脑损伤，引起这类病变的微栓子物质成分为血栓、气体微泡、热变性白蛋白微泡、热凝和撕脱组织，其中微气泡和微粒被认为是消融引起这些无症状脑栓塞的来源[28]。一项动物实验表明，高功率射频应用、拖动烧蚀和Pop会产生大部分微粒，消融后脑磁共振显示出阳性栓塞病变[29]。目前尚缺乏临床试验和长期随访证实高功率、Pop、血栓和微气泡之间的联系，仍然需要借助磁共振等影像技术来确定HPSD在微栓塞方面的安全性。

4 小结与展望

近年来，HPSD的应用使心房颤动手术有了新的突破，大多数动物及临床试验数据均显示使用HPSD足够安全，除减少程序和透视时间外，也证明了HPSD设置用于PVI的可行性和有效性，并发症更少，复发率更低，并有学者建议将HPSD作为标准的PVI方案。但是当前的临床研究仍然存在一些不足之处需要继续深化研究。目前需要增加更多的影像技术等检查及更长期的随访来确定HPSD在栓塞等方面的问题，而且在保持最大手术疗效的同时，最大限度地降低主要并发症的风险；同时，不同研究的功率和持续时间设置不同，这使得该策略的推广和应用变得复杂。因此，HPSD常规应用于手术仍需要进行更大规模的多中心随机对照临床研究。